地铁复合吸能结构参数反演预测方法

作     者：王思睿 许平 王东涛 郭维年 车全伟 WANG Sirui;XU Ping;WANG Dongtao;GUO Weinian;CHE Quanwei

作者机构：中南大学轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075 中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266111 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51675537) 2019年度湖南省科技领军人才资助项目(2019RS3018) 

出 版 物：《铁道科学与工程学报》 (Journal of Railway Science and Engineering)

年 卷 期：2022年第19卷第10期

页      码：3087-3095页

摘      要：有限元计算方法是研究吸能结构碰撞特性的一种常用手段,但吸能结构的碰撞往往是强非线性、大变形的过程,采用这种方法存在耗时长、经济性差等问题。为此,提出一种碰撞参数反演预测方法,在保证精度的同时实现对吸能结构碰撞特性的快速预测。首先,对地铁方锥式复合吸能结构进行几何设计,并基于几何模型建立该结构的有限元模型。随后,将有限元数值仿真结果与全尺寸样件冲击试验的结果进行对比分析,验证有限元模型的准确性,并以此为基准开展不同特征参数下的方锥式复合吸能结构碰撞特性研究。再基于人工神经网络建立碰撞反演模型,搭建参数反演预测框架。最后,分别以方锥式复合吸能结构薄壁方管管壁厚度和蜂窝B的平台强度为输入参数,碰撞界面力和压溃位移为输出响应,分析碰撞反演模型的预测规律,并将预测结果与有限元仿真结果进行对比。研究结果表明,通过碰撞反演预测模型得到的界面力−时间曲线、界面力−压溃位移曲线的变化趋势与有限元数值仿真结果基本一致,说明该碰撞反演模型能够实现对吸能结构碰撞力学特性的快速预测,提高优化效率。所提出的参数反演预测方法对地铁吸能结构的碰撞特性研究产生积极影响,提供了新思路。

主 题 词：复合吸能结构 反演模型 碰撞响应 参数预测 

学科分类：08[工学] 082304[082304] 080204[080204] 0802[工学-机械学] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20211358

馆 藏 号：203115467...