6、采用泡沫铝填充的轨道车辆吸能装置碰撞特性仿真

4.2 吸能装置的有限元仿真结果 

(1变形结果：仿真的变形结果如图12所示：

(2)时间- 吸能曲线

吸能装置在有无填充泡沫铝的吸能状况如图12所示；

(13)时间-加速度曲线

吸能装置在有无天充泡沫铝时的加速度变化状况如图14、15所示。

(4)仿真结果分析

从图12时间-吸能曲线可以看到，由于泡沫铝的吸能量相对于箱体的吸能量较少，吸能装置在填充泡沫铝安置前后的吸能量增加不多。这说明泡沫铝填充材料对于需要吸收较大能量的轨道车辆来说，在吸能量方面的作用不十分显著。但是，从图13、14时间-加速度曲线可以看出，由于填充了泡沫铝，所以吸能装置的纵向刚度稍有增加，但加速度的峰值仅出现在开始一段极短的弹性变形区，而当泡沫铝进入平台屈服阶段的时候，从时间-加速度曲线中可以明显地看出，填充泡沫铝 后的吸能装置的加速度无论均值还是峰值，都有较大的改观。在车辆冲击碰撞中，加速度是直接影响成员安全的一个十分重要的指标，因而可以说，作为填充材料，泡沫铝对于改善吸能装置的缓冲性能效果是比较显著的。

结束语

本文运用高度非线性瞬态有限元软件MSC.dytran针对新型泡沫铝的平台应力性能、吸能特性以及缓冲特性，分别对五种不同相对密度的泡沫铝材料，进行了轴向压缩仿真分析。仿真结果表明，泡沫铝吸收的能量和平台屈服应力随着相对密度的增加而增加，泡沫铝的缓冲性能则随着泡沫铝相对密度增加有所下降。这一结论与有关文献中试验结果相吻合，同时这也验证了运用软件对具有复杂力学特性材料泡沫铝结构进行仿真的可行性。

本文对采用泡沫铝作为填充材料的轨道车辆吸能装置碰撞仿真结果表明，尽管泡沫铝在吸能量方面作用并不显著,但它作为填充材料在改善吸能装置的缓冲性能方面的显著效果则显示出其在轨道交通被动安全领域的广阔应用前景。