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6、采用泡沫鋁填充的軌道車輛吸能裝置碰撞特性仿真

4.2 吸能裝置的有限元仿真結果 

(1變形結果：仿真的變形結果如圖12所示：

(2)時間- 吸能曲線

吸能裝置在有無填充泡沫鋁的吸能狀況如圖12所示；

(13)時間-加速度曲線

吸能裝置在有無天充泡沫鋁時的加速度變化狀況如圖14、15所示。

(4)仿真結果分析

從圖12時間-吸能曲線可以看到，由于泡沫鋁的吸能量相對于箱體的吸能量較少，吸能裝置在填充泡沫鋁安置前后的吸能量增加不多。這說明泡沫鋁填充材料對于需要吸收較大能量的軌道車輛來說，在吸能量方面的作用不十分顯著。但是，從圖13、14時間-加速度曲線可以看出，由于填充了泡沫鋁，所以吸能裝置的縱向剛度稍有增加，但加速度的峰值僅出現在開始一段極短的彈性變形區，而當泡沫鋁進入平臺屈服階段的時候，從時間-加速度曲線中可以明顯地看出，填充泡沫鋁 后的吸能裝置的加速度無論均值還是峰值，都有較大的改觀。在車輛沖擊碰撞中，加速度是直接影響成員安全的一個十分重要的指標，因而可以說，作為填充材料，泡沫鋁對于改善吸能裝置的緩沖性能效果是比較顯著的。

結束語

本文運用高度非線性瞬態有限元軟件MSC.dytran針對新型泡沫鋁的平臺應力性能、吸能特性以及緩沖特性，分別對五種不同相對密度的泡沫鋁材料，進行了軸向壓縮仿真分析。仿真結果表明，泡沫鋁吸收的能量和平臺屈服應力隨著相對密度的增加而增加，泡沫鋁的緩沖性能則隨著泡沫鋁相對密度增加有所下降。這一結論與有關文獻中試驗結果相吻合，同時這也驗證了運用軟件對具有復雜力學特性材料泡沫鋁結構進行仿真的可行性。

本文對采用泡沫鋁作為填充材料的軌道車輛吸能裝置碰撞仿真結果表明，盡管泡沫鋁在吸能量方面作用并不顯著,但它作為填充材料在改善吸能裝置的緩沖性能方面的顯著效果則顯示出其在軌道交通被動安全領域的廣闊應用前景。