[发明专利]一种列车等效缩模构建方法及列车等效缩模

权利要求书

1.一种列车等效缩模构建方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：获取列车等效缩模相比于全尺寸列车的各个动力学参数的比例因子；

其中，所述动力学参数的比例因子类型至少包括力比例因子、位移比例因子、尺寸比例因子、刚度比例因子和质量比例因子；

S2：依据列车碰撞过程中的变形吸能特征将列车分为头车和中间车以及将头车划分为变形吸能区和非变形区；

其中，变形吸能区包括头车吸能装置和司机室，所述头车吸能装置包括车钩缓冲器、车钩压溃管、主吸能装置，所述非变形区为头车的载人区；

S3：基于动力学参数的比例因子对列车等效缩模的头车、中间车分别进行构建；

a：基于尺寸比例因子和质量比例因子将全尺寸列车中车钩缓冲器、司机室、非变形区以及各个中间车的特征尺寸和质量分别乘以对应的尺寸比例因子、质量比例因子得到列车等效缩模中车钩缓冲器、司机室、非变形区、各个中间车相匹配的特征尺寸和质量；

其中，特征尺寸包括长、宽、高、厚度；

b：将全尺寸列车的变形吸能特性曲线上横、纵坐标分别乘以相匹配的动力学参数的比例因子得到列车等效缩模的变形吸能特性曲线，再基于列车等效缩模的变形吸能特性曲线以及尺寸比例因子构建头车中的车钩压溃管和主吸能装置；

其中，变形吸能特性曲线为压缩位移与撞击力的关系曲线，曲线包围的面积为吸能量；

c：基于刚度比例因子将全尺寸列车中非变形区以及各个中间车的刚度乘以刚度比例因子得到列车等效缩模中相对应非变形区、中间车的刚度；再在列车等效缩的非变形区、各个中间车上排布加强筋直至分别达到对应刚度；

S4：依据全尺寸列车上相邻车厢间的连接车钩的结构尺寸以及变形吸能特性构建列车等效缩模上相邻车厢间的吸能导向件；

所述吸能导向件连接列车等效缩模上相邻的两个车厢，所述吸能导向件包括吸能件以及导向杆，所述吸能件中部开通孔，所述导向杆贯穿吸能件中部通孔且导向杆两端分别固定在相邻的两节车厢上。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述连接车钩中吸能部件包括连接缓冲器和连接压溃管，所述吸能导向件中吸能件包括连接缓冲器模拟件、连接压溃管模拟件；所述连接缓冲器模拟件和连接压溃管模拟件的构建过程如下：

将全尺寸列车中连接缓冲器的特征尺寸乘以尺寸比例因子得到列车等效缩模中连接缓冲器模拟件的特征尺寸；

将全尺寸列车中连接压溃管的变形吸能特性曲线的横、纵坐标分别乘以相匹配的动力学参数的比例因子得到吸能导向件中连接压溃管模拟件的变形吸能特性曲线，并获取连接压溃管模拟件的撞击力；再根据连接压溃管模拟件的撞击力计算出连接压溃管模拟件的截面面积；

其中，撞击力等于元件强度与截面面积的乘积；

以及将全尺寸列车中连接压溃管的长度乘以尺寸比例因子得到列车等效缩模中连接压溃管模拟件的长度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述基于列车等效缩模的变形吸能特性曲线以及尺寸比例因子构建头车中的车钩压溃管和主吸能装置的过程包括：

将全尺寸列车头车中车钩压溃管、主吸能装置的长度分别乘以尺寸比例因子得到列车等效缩模头车中车钩压溃管、主吸能装置的长度；

将头车缩模的变形吸能特性曲线上车钩压溃管对应的撞击力、主吸能装置对应的撞击力分别计算头车缩模上车钩压溃管、主吸能装置的横截面积；

其中，撞击力等于元件强度与截面面积的乘积。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：S1中获取比例因子过程为：基于薄壁板壳的动力平衡方程采用相似理论和方程分析法得到头车缩模的动力学参数的比例因子；

其中，列车头车采用薄壁板壳结构。