[發明專利]多胞吸能裝置及其應用方法、具有其的軌道交通車輛

有效

• 申請號: 201811237329.4
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109159795B
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 謝素超;馮哲駿;王進;王達;井坤坤;汪浩
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B61F19/04
• 分類號: B61F19/04
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 周孝湖

本發明公開了一種多胞吸能裝置及其應用方法、具有其的軌道交通車輛，該多胞吸能裝置包括：安裝板；多根吸能管，吸能管的一端垂直安裝在安裝板的一面，吸能管的另一端為自由端，每根吸能管的自由端之間的高度不相等。將該多胞吸能裝置安裝在軌道交通車輛的車架前端，吸能管自由端朝向車輛正前方，軌道交通車輛發生碰撞時，每根吸能管不是同步進行壓縮，而是相隔一定時間相繼壓縮，每根吸能管的撞擊力曲線存在一定的相位差，多根吸能管的撞擊力曲線疊加，使整個多胞吸能裝置的撞擊力曲線更為平緩。該多胞吸能裝置能在吸能管壓縮過程中將碰撞動能平緩耗散，大幅降低撞擊力波動，減小撞擊力峰值，降低事故損失。

技術領域

本發明涉及軌道交通車輛吸能裝置技術領域，具體而言，涉及一種多胞吸能裝置及其應用方法、具有其的軌道交通車輛。

背景技術

軌道交通一直以來都是最安全的陸路運輸方式，危險系數比飛機、大巴車、私人汽車等其它交通運輸方式都要低得多。近十幾年來，隨著高速鐵路的不斷發展和普及，鐵路運輸的速度以及客運量大幅度提高，這也導致一旦發生列車碰撞事故將會導致大量人員傷亡，將會對民眾以及國家財產造成巨大損失，引起不良的社會效應。

雖然列車碰撞事故發生的幾率在不斷降低，但軌道列車在運行時工作環境錯綜復雜，自然環境也復雜多變，人為操作失誤等因素導致列車碰撞事故仍時有發生。因此，軌道交通的碰撞安全防御技術日益成為人們的關注焦點。

通過這些年對被動安全防護技術的開發研究，當今軌道列車耐撞性設計中加入了一個新的元素—吸能裝置，通過科學布置不同方位的縱向剛度，可以在車輛碰撞事故發生后，使碰撞產生的大部分動能被司機室前端安裝的吸能裝置耗散，以達到減緩碰撞過程中的加速度(減速度)和延長碰撞過程的持續時間的目的，進而降低碰撞事故造成的損失。

現有的吸能裝置通常是并列設置多根吸能管，通過多根吸能管在車輛碰撞時發生軸向壓縮形成褶皺來吸收碰撞動能。傳統的多胞吸能裝置中所有的吸能管高度一致，當進行軸向壓縮時，所有吸能管同步進行壓縮。每個吸能管產生的撞擊力曲線理論上是完全同步(重合)的，整個吸能裝置的撞擊力曲線是單個圓管的撞擊力曲線擴大n倍而成(n為吸能圓管數目)，整個吸能裝置的撞擊力波峰值與波谷值之間的差值也為單個圓管的n倍，導致吸能裝置撞擊力曲線起伏波動增大，嚴重影響碰撞動能的耗散，不利于保護乘員的生命安全。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種多胞吸能裝置及其應用方法、具有其的軌道交通車輛，以解決現有技術中的吸能裝置撞擊力曲線波動較大、撞擊力不能平緩耗散的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種多胞吸能裝置，該多胞吸能裝置包括：安裝板和多根吸能管，吸能管的一端垂直安裝在安裝板的一面，吸能管的另一端為自由端，每根吸能管的自由端之間的高度不相等。

進一步地，多根吸能管的規格一致，高度相近的兩根吸能管之間的高度差通過如下公式確定：

其中，H為吸能管碰撞后的半褶皺長度，單位為mm；D為吸能管的內徑，單位為mm；h為吸能管的厚度，單位為mm；δ_e為吸能管形成一個褶皺的有效壓潰長度，單位為mm；n為吸能管的數量，Δn為多胞吸能裝置中高度相近的兩根吸能管之間的高度差，單位為mm。

進一步地，吸能管為鋁合金管。

進一步地，安裝板上設置有一個或多個凹槽和/或凸臺，多根吸能管分別固定安裝在凹槽內或凸臺上形成高度差。

進一步地，多根吸能管沿安裝板的幾何中心對稱安裝在安裝板的一面。

進一步地，多胞吸能裝置還包括：薄壁外殼，薄壁外殼的一端固定安裝在安裝板上；前端板，前端板與薄壁外殼的另一端連接，安裝板、薄壁外殼和前端板一起構成一個箱體，吸能管置于箱體內。