[發明專利]一種誘導式吸能裝置設計方法

有效

• 申請號: 201910881256.0
• 申請日: 2019-09-18
• 公開（公告）號: CN110598341B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 楊冰;劉禹昕;陳書劍;繆得祥;肖守訥;陽光武;朱濤
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/23;B61F19/04;G06F111/06;G06F119/14
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

1.一種誘導式吸能裝置設計方法，第一步、根據CRH系列動車車頭的穩態力應保證2400kN且吸能量保證在1.68MJ的設計要求，結合有限元仿真，確定吸能裝置的截面形狀、長度和材料；第二步、根據吸能裝置的基礎參數，選擇誘導分布方式、結構形式、結構大小的范圍；第三步、將截面形狀、長度和材料看成獨立變量，通過有限元仿真，開展正交性試驗，對其誘導效果進行優化，降低峰值力，改善變形模式，選出最優方案；具體設計步驟的順序描述如下：

(1)、為保證吸能裝置的吸能量能夠達到1.68MJ，根據具體邊界條件確定四個外徑分別為560mm、494mm、428mm、360mm，長度1000mm，壁厚2.5mm的吸能管；所述吸能管為同軸、等間距嵌套結構，前端與防爬器內側固定，尾端與安裝板內側固定；

(2)、確定吸能管所用材料，根據比吸能最大原則，選取軌道車輛常用材料SUS301L-HT不銹鋼；

(3)、每個吸能管上的誘導變形孔沿圓周方向均布4個；

(4)、確定誘導方式為矩形誘導孔形式；

(5)、設定每個誘導孔的開孔長度范圍以角度表示18°～72°；

(6)、設定每個誘導孔的寬度范圍5mm～20mm；

(7)、設定每個吸能管的誘導孔距前端的距離范圍80mm～200mm；

(8)、根據誘導孔開孔角度、誘導孔寬度及4個誘導孔各自距前端的距離這六個變量因素，設定評定吸能量/峰值力的目標R_EAF，開展六因素4水平正交性試驗仿真，選出R_EAF最大的方案即最優方案；

(9)、確定每個誘導孔的開孔角度72°，寬度5mm；

(10)、確定每個吸能管上的誘導孔距的位置，由外到內的吸能管上的誘導孔距前端分別為140mm、200mm、80mm、200mm。

2.根據權利要求1所述的一種誘導式吸能裝置設計方法，其特征在于：所述設計步驟順序是基于控制變量法求解；設計步驟順序為吸能管截面形狀、材料、誘導預變形的分布方式、誘導預變形的方式、誘導預變形的大小、誘導預變形的位置，六個設計步驟對于誘導式吸能裝置的效果影響程度依次降低。

3.根據權利要求1所述的一種誘導式吸能裝置設計方法，其特征在于：所述誘導方式的最佳的方式為吸能管前部設有矩形的誘導孔。