有轨电车和轻轨车辆的防碰撞性

城市有轨电车设计规定了2个能量吸收阶段。可以再用的第一阶段采用液压缓冲器,吸收能量 35kJ。不可再用的第二阶段采用一个可压碎的铝制挤压件,最多可以吸收能量100kJ。最大总位移约500mm。

市郊车碰撞情况的能量吸收分4个阶段。第一阶段缓冲器也是吸收能量35kJ。其他阶段都是不可再用的。侧缓冲器吸收能量 160kJ,中央的铝蜂窝结构进一步吸收能量64kJ。这2个单元均设计成可更换模块。最后阶段通过车体结构前端的一个压碎区吸收能量,最大可吸收能量 600kJ。这种情况下的最大位移为700mm。

当然,在任何给定的碰撞中,实际吸收的能量将取决于特定的碰撞情景,因为各个能量吸收单元所的作用是不同的。

模块设计方法除了能缩短特殊型式车体的设计过程并提高制造生产率外,还在认证方面具有重要优势。可以在部件试验阶段评估模块的碰撞性能。

4 实际验证

为了验证 多 体 动 力 学 和 有 限 元 计 算,003 年 11月在波兰的日米格鲁德试验中心进行了实物碰撞试验(图3、图 4、图 5),并 在 英 国 的 汽 车 制 造 业 研 究 协 会(MIRA)实验室进行了滑行试验。目的是通过有代表性的实际试 验 来 验 证 计 算,为 此 选 择 了 碰 撞 情 景 C2和 P1。情景 C2被简化成端部安装了试验司机室的单个车辆以14km/h速度撞击一面刚性墙壁。

图3 城市有轨电车司机室模块的实物碰撞试验

图4 市郊车司机室模块的碰撞试验

城市有轨电车试验的结果与计算阶段预计的性能一致。市郊车的变形有轻微的差别,这要通过对试验条件的进一步理解来解释。

图5 可变形的侧面和中央能量吸收单元安装在市郊车上,作为液压缓冲器之后的第二道防线

5 车内布局

为了提高车辆司乘人员和旅客的生存可能性,限制旅客和车内设备感觉到的加速度水平是很重要的。在这种情况下,站立旅客是最易受到伤害的。

目前有轨电车的车内布局表明,客室的设计存在许多缺陷,在 事 故 中 会 对 旅 客 构 成 严 重 的 安 全 威 胁。Safetram 项目审查了各种车内布局,并将在其最终报告中提出一套安全改进建议,这些改进将通过建立动力学模型和滑行试验来评估。

防止二次碰撞中的损伤要求考虑车内布局,以及人对冲击力和加速度的反应。站立旅客的生物力学是全新的、富有挑战性的研究领域。

Safetram 项目 最 后 阶 段 的 工 作 是 采 用 混 合 人 体II型模型进行一系列滑行试验。这些试验分 别 由 法国国营铁路于2003年8月在INRETS 进行,以及由英国 MIRA 实 验 室 于 2003 年 12 月 进 行。通 过 使 用 动力学模型来计算就座旅客和司机的行为和反应,从而确定规定碰撞情景下出现的损伤。