車(chē)輛實(shí)物碰撞試驗(yàn) - 有軌電車(chē)和輕軌車(chē)輛的防碰撞性

　　城市有軌電車(chē)設(shè)計(jì)規(guī)定了2個(gè)能量吸收階段?？梢栽儆玫牡谝浑A段采用液壓緩沖器，吸收能量 35kJ。不可再用的第二階段采用一個(gè)可壓碎的鋁制擠壓件，最多可以吸收能量100kJ。最大總位移約500mm。

　　市郊車(chē)碰撞情況的能量吸收分4個(gè)階段。第一階段緩沖器也是吸收能量35kJ。其他階段都是不可再用的。側(cè)緩沖器吸收能量 160kJ，中央的鋁蜂窩結(jié)構(gòu)進(jìn)一步吸收能量64kJ。這2個(gè)單元均設(shè)計(jì)成可更換模塊。最后階段通過(guò)車(chē)體結(jié)構(gòu)前端的一個(gè)壓碎區(qū)吸收能量，最大可吸收能量 600kJ。這種情況下的最大位移為700mm。

　　當(dāng)然，在任何給定的碰撞中，實(shí)際吸收的能量將取決于特定的碰撞情景，因?yàn)楦鱾€(gè)能量吸收單元所的作用是不同的。

　　模塊設(shè)計(jì)方法除了能縮短特殊型式車(chē)體的設(shè)計(jì)過(guò)程并提高制造生產(chǎn)率外，還在認(rèn)證方面具有重要優(yōu)勢(shì)?？梢栽诓考囼?yàn)階段評(píng)估模塊的碰撞性能。

　　4 實(shí)際驗(yàn)證

　　為了驗(yàn)證多體動(dòng)力學(xué)和有限元計(jì)算，2003 年11月在波蘭的日米格魯?shù)略囼?yàn)中心進(jìn)行了實(shí)物碰撞試驗(yàn)（圖3、圖 4、圖 5），并在英國(guó)的汽車(chē)制造業(yè)研究協(xié)會(huì)（MIRA）實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了滑行試驗(yàn)。目的是通過(guò)有代表性的實(shí)際試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證計(jì)算，為此選擇了碰撞情景 C2和P1。情景C2被簡(jiǎn)化成端部安裝了試驗(yàn)司機(jī)室的單個(gè)車(chē)輛以14km/h速度撞擊一面剛性墻壁。

　　圖3 城市有軌電車(chē)司機(jī)室模塊的實(shí)物碰撞試驗(yàn)

　　圖4 市郊車(chē)司機(jī)室模塊的碰撞試驗(yàn)

　　城市有軌電車(chē)試驗(yàn)的結(jié)果與計(jì)算階段預(yù)計(jì)的性能一致。市郊車(chē)的變形有輕微的差別，這要通過(guò)對(duì)試驗(yàn)條件的進(jìn)一步理解來(lái)解釋。

　　圖5 可變形的側(cè)面和中央能量吸收單元安裝在市郊車(chē)上，作為液壓緩沖器之后的第二道防線

　　5 車(chē)內(nèi)布局

　　為了提高車(chē)輛司乘人員和旅客的生存可能性，限制旅客和車(chē)內(nèi)設(shè)備感覺(jué)到的加速度水平是很重要的。在這種情況下，站立旅客是最易受到傷害的。

　　目前有軌電車(chē)的車(chē)內(nèi)布局表明，客室的設(shè)計(jì)存在許多缺陷，在 事故中會(huì)對(duì)旅客構(gòu)成嚴(yán)重的安全威脅。Safetram 項(xiàng)目審查了各種車(chē)內(nèi)布局，并將在其最終報(bào)告中提出一套安全改進(jìn)建議，這些改進(jìn)將通過(guò)建立動(dòng)力學(xué)模型和滑行試驗(yàn)來(lái)評(píng)估。

　　防止二次碰撞中的損傷要求考慮車(chē)內(nèi)布局，以及人對(duì)沖擊力和加速度的反應(yīng)。站立旅客的生物力學(xué)是全新的、富有挑戰(zhàn)性的研究領(lǐng)域。

　　Safetram 項(xiàng)目最后階段的工作是采用混合人體II型模型進(jìn)行一系列滑行試驗(yàn)。這些試驗(yàn)分別由法國(guó)國(guó)營(yíng)鐵路于2003年8月在INRETS 進(jìn)行，以及由英國(guó) MIRA實(shí)驗(yàn)室于2003年12月進(jìn)行。通過(guò)使用動(dòng)力學(xué)模型來(lái)計(jì)算就座旅客和司機(jī)的行為和反應(yīng)，從而確定規(guī)定碰撞情景下出現(xiàn)的損傷。