列车侧向撞击作用下U型梁碰撞荷载及损伤演化分析

列车侧向撞击作用下U型梁碰撞荷载及损伤演化分析

论文摘要

为研究脱轨列车撞击U型梁碰撞荷载变化规律及U型梁损伤演化过程,采用显式动力分析方法对列车以不同质量、速度和角度撞击U型梁进行仿真计算,对比分析列车碰撞荷载时程、峰值力、平均力以及荷载冲量,基于非线性时程分析对U型梁在碰撞荷载下的损伤特征和演化进行了研究。结果表明:列车碰撞荷载时程呈现两阶段特征,第一阶段碰撞荷载达到峰值但持时较短,第二阶段持时较长但碰撞荷载处于较低水平,荷载总持时为35~60ms;列车碰撞质量对碰撞荷载影响不显著,随着碰撞速度和碰撞角度增大,碰撞荷载峰值力及冲量上升明显且呈线性增长趋势,随着碰撞速度的增大,平均碰撞力上升较为有限,但随碰撞角度增大而增大,碰撞荷载峰值力与平均碰撞力的比值基本都超过2.5,最大达到3.4;U型梁碰撞损伤首先发生于腹板和底板,而后逐渐发展至翼缘与腹板过渡处,最终腹板上部发生严重损伤,损伤区域主要集中于腹板及腹板和底板连接处,U型梁的腹板翼缘在碰撞后发生明显的塑性侧向变形;对受损伤的薄弱区域,在设计时应重点关注。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 脱轨列车碰撞数值模型
  • 2 列车碰撞荷载分析
  •   2.1 碰撞质量 (载重状态) 影响
  •   2.2 碰撞速度与碰撞角度影响
  • 3 U型梁碰撞损伤分析
  •   3.1 U型梁碰撞损伤对比
  •   3.2 U型梁碰撞损伤演化过程
  • 4 结语
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 张景峰,景媛,张楠,李小珍,张岗

    关键词: 列车脱轨,型梁,碰撞分析,碰撞荷载,损伤演化

    来源: 建筑科学与工程学报 2019年04期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 铁路运输

    单位: 长安大学公路学院,北京交通大学土木建筑工程学院,西南交通大学土木工程学院

    基金: 国家自然科学基金项目(51808048,51878057),陕西省自然科学基础研究计划项目(2018JM5018,2018JQ5093),中央高校基本科研业务费专项资金项目(CHD300102219218)

    分类号: U270.1

    DOI: 10.19815/j.jace.2019.04.008

    页码: 63-70

    总页数: 8

    文件大小: 1933K

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