国内外机车车辆耐碰撞研究现状
中国铁道科学研究院机车车辆研究所利用PAMCRASH进行列车碰撞仿真研究。刘金朝、王成国等对 薄壁金属圆管的轴向压溃以及列车铝合金材料进行了 耐撞性数值模拟，还对我国25B型铁路客车和部分城 市轨道列车开展过碰撞大变形数值仿真以及乘员二次 碰撞研究；与天津滨海快速交通发展有限公司合作， 对天津城市轨道车辆的头车多级吸能装置及其布置进 行仿真研究，取得了一定的研究成果
机车车辆碰撞标准现状
美国的法规及相关标准由三部分组成：由政府主导颁 布的强制性法规，货车企业的行业标准和客车企业的 行业标准。其中，强制性法规由联邦铁路局（FRA） 制定，货车行业标准由北美铁道协会（AAR）制定， 客车行业标准由美国公共交通协会（APTA）制定。 FRA法规:对高速铁路的需求和一些通勤列车系统的建 立，促使美国国会授权FRA颁布法规。1996年，FRA 设立铁路安全咨询委员会（RSAC），汇集政府和企 业的代表们一起研究制定新的法规。1999年，FRA 新 法规颁布，写入了美国联邦规章典集（CFR）中，涉 及碰撞安全保护条款的CFR法规有：
胶济火车碰撞事故现场
时间: 2009年6月29日 地占：湖南郴州站 事故：客运列车侧面冲突 伤亡：3人死亡，60余人受伤
上海地铁10号线碰撞事故 7.23温甬碰撞事故
国内外机车车辆耐碰撞研究现状
20世纪80年代初期就有与减缓碰撞严重性和改善能量 吸收的概念相关的文献报道。后来，英国学者的研究 提出了耐碰撞性车体结构设计和以可控大变形方式吸 收碰撞能量等概念，还进行了实物碰撞测试，在自制 试验台上对车体端部进行准静态冲击试验和两列全尺 寸列车的正面头对头碰撞试验等。英国铁路管理委员 会于20世纪90年代成立从事列车碰撞问题的专门研究 机构。通过理论和实验研究，英国研究人员总结出了 耐撞性车辆结构的设计方法和原理，提出在车体的防 撞性设计应采用多级能量吸收系统
川崎重工研制的纽约R142型地铁列车，车头底架端部吸 能1.02MJ。在美国国家运输技术中心(TTCI)进行了单车（37 吨）撞击试验，试验车沿坡度为千分之8.6的线路滑行而下撞 击刚性墙，走行距离约为500米。
吸能元件撞击试验
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吸能元件撞击试验
部分端部车体撞击试验
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(b) 包括垂直方向和横向上的 3 英寸偏移 。
替代设计设备与传统车头碰撞，第一次 车辆连接时发生 2 英寸垂直/2 英寸横向
偏移
基于设计审核
为乘员预留占用空间 在操纵室预留生存空间 (a) 无永久形变，(b) 有限永久形变，(c)
研究国现内状外机车车辆耐碰撞研究现状
法国阿尔斯通拥
有丰富的超高速列车 耐碰撞结构设计和碰 撞试验方面的经验。
2003年11月， 法国阿尔斯通在波兰 的日米格鲁德试验中 心进行了实物碰撞试 验,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。
波兰日米格鲁德试验中心 实物碰撞试验 法国阿尔斯通AGV高速铁路的头车吸能装置
国内外机车车辆耐碰撞研究现状
国内外机车车辆耐碰撞研究现状
研究国现内状外机车车辆耐碰撞研究现状
意大利
2006年意大利安萨尔多公司进行了吸能 元件撞击试验和司机室结构的正面碰撞试验
76.5 Km/h
吸能元件撞击试验
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两车正面线路撞击试验
撞击后变形
研究国现内状外机车车辆耐碰撞研究现状
日本
TTC的冲击试验线图 实车碰撞试验 假人及安全带实车碰撞试验
标准研究：1999年，美国交通联邦铁路委员会(FRA)和美国公共
交通协会发布“TierI铁路客车设备耐撞性” 新标准，涵盖包括设备强度、 能量控制及成员座椅的动态冲击试验等诸多内容。
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国内外机车车辆耐碰撞研究现状
美国联邦铁路局（FRA）进行了大量列车碰撞研究， 早在1997年美国就建立了有关列车碰撞的安全规范， 从1999年11月开始，在科罗拉多的美国交通运输技术 中心开展了多次整车碰撞试验，重点研究了单节车辆 与刚性墙、机车与机车、机车与车辆、车辆与车辆、 列车对列车的碰撞，以及列车发生碰撞后乘客的二次 碰撞特性，他们对比分析了无安全带和有安全带时乘 客与车内设备二次碰撞损伤情况，研究表明有腰部和 肩部安全带束缚的情况下，乘客的安全系数会明显提 高，所以他们建议在列车座椅上加装安全带。
近5年关于高速列车撞击学术论文50多篇，会议论文 10篇，科技成果近8项，硕士论文达到46多篇，博士论 文达到15篇左右，专利成果达到30项 一般采用计算、仿真等手段对吸能结构件、头车、车 钩、车体等进行大变形碰撞仿真研究、结构设计及优 化和二次碰撞伤害研究。其中专利在吸能、防爬、系 统控制、结构设计等方面提出了见解。
国内外机车车辆耐碰撞研究现状
大连交通大学的兆文忠、陈秉智、车全伟等应用 PAM-CRASH软件对CRH3型动车组进行仿真研究，研 究CRH3动车组的大变形模式以及车辆的吸能情况， 撞击力、车辆速度。加速度等的时间历程，并在模型 中加入假人模型研究乘客的二次碰撞情况；运用PAMCRASH与ISIGHT等软件对上海地铁6-8号线车辆吸能 结构进行了抗撞性优化；段书华、陈秉智;王悦东通过 列车大变形碰撞仿真，对以碳钢车车体结构优化；与 长春轨道客车股份有限公司合作对某出口沙特的城轨 列车进行了耐撞性仿真，并验证其设计的合理性
试验线长170 m、轨距0.9m,刚性墙5X4.55X5.8m 最大载重2250 Kg，最高试验速度120km/h， 撞击加速度量程500 g，撞击力量程60T×24。
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吸能元件撞击试验
国内外机车车辆耐碰撞研究现状
西南交通大学，一直致力于列车被动安全技术的研 究，先后完成了上海10号、13号线，深圳4号线，南 京3号线，无锡地铁1号线，宁波地铁1号线，出口孟 买地铁列车，突尼斯内燃动车组，符合欧标的高速 动车组，出口沙特电力动车组等各型列车的耐撞性 结构设计与分析。另外，在肖守讷研究员的带领下 ，西南交通大学机车车辆研究所还对上海地铁10号 线追尾事故及7.23甬温线特大交通事故等进行了事故 还原 。
国内外机车车辆耐碰撞研究现状
中国科技大学参加的“十一五”国际科技支撑计划中国 高速列车关键技术研究及装备验收项目，对高速列车 的碰撞进行了仿真研究。
技术机分车析车——辆标碰准撞研标究准现状
碰撞标准对比分析 ➢ 英国GM/RT2001 ➢美国RSAC报告草案Tier I ➢ CFR ➢ 欧盟EN15227
国内外机车车辆耐碰撞研究现状
中国铁道科学研究院机车车辆研究所利用PAMCRASH进行列车碰撞仿真研究。刘金朝、王成国等对 薄壁金属圆管的轴向压溃以及列车铝合金材料进行了 耐撞性数值模拟，还对我国25B型铁路客车和部分城 市轨道列车开展过碰撞大变形数值仿真以及乘员二次 碰撞研究；与天津滨海快速交通发展有限公司合作， 对天津城市轨道车辆的头车多级吸能装置及其布置进 行仿真研究，取得了一定的研究成果
二级吸能
Brunel Railmotive 撞击试验
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一级吸能
德国西门子高速列车头车吸能装置
研究国现内状外机车车辆耐碰撞研究现状
试验能力：美国铁路联盟在位于科罗拉多州建有一条 1.2公里长的专用冲击试验线，可以进行全尺寸车辆、机车 的撞击试验，曾经对两辆客车以41.8km/h速度撞击特制冲击 墙的工况进行了实车试验。
国内外机车车辆耐碰撞研究现状
国内外机车车辆耐碰撞研究现状
法国的铁路研究机构使用非线性有限元软件Pam-crash 对车辆碰撞进行模拟，参考车辆耐碰撞性结构设计理 念，将非动力车两端结构设计为弱刚度的可大变形的 吸能区，并采用高性能计算机对某TGV列车车辆结构 进行了耐撞性优化。1993年，法国的阿尔斯通铁路集 团把列车耐碰撞性设计思想应用于“欧洲某夜间列车” 项目，提供了高于英国铁道组织标准要求的列车，法 国国有铁路对被动安全性曾进行过大量研究工作，探 究了被动碰撞安全性设计的基本原理，详细研究了列 车发生碰撞时的物理现象。
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机车车辆碰撞标准现状
英国的GM/RT2100：Structural Requirements for Railway Vehicle对耐碰撞车辆设计要求为：两列同类 型的车辆发生碰撞时，车辆端部纵向变形量不允许大 于1m，车辆前端吸收能量不小于1.0MJ；对于动车组 和固定编组的列车，碰撞最大冲击力不超过3000kN， 对于其它编组列车，碰撞最大冲击力不超过4000kN； 防爬器能承受100kN的垂直载荷。GM/RT2100由1994 年第一个版本已发展为2010年的第四个版本。碰撞标 准对比分析
ห้องสมุดไป่ตู้
国内外机车车辆耐碰撞研究现状
国内外机车车辆耐碰撞研究现状
上海地铁10号线事故模拟
国内外机车车辆耐碰撞研究现状
国内外机车车辆耐碰撞研究现状
同济大学李健、沈刚等在ADAMS中对某国外铁路车辆 防碰撞装置进行了动力学计算，研究耐撞性车辆设计 方法和吸能装置的力学特性。 赵洪伦等对城市轨道列车及高速列车开展过耐碰撞仿 真分析研究，通过结合有限元和多体动力学，寻求一 种既准确又快速的仿真方法。通过对基本吸能元件的 仿真及试验分析，将其研究成果应用北京八通线等制 造的城市轨道车辆的耐碰撞结构上，另外他们还对列 车吸能防爬结构等进行了优化设计研究。 王文斌等还对轨道列车乘员的二次碰撞伤害进行了研 究，研究车内布置及座椅设计参数对乘员伤害的影响
国内外机车车辆耐碰撞研究现状
由于实车实验费财费力，而且可重复性差，加上计算机 仿真技术的不断发展。国内研究人员大多致力于对车辆 碰撞大变形的模拟仿真工作，欠缺对机车车辆碰撞的实 验研究。 中南大学高速列车研究中心是我国较早开展列车耐撞性 结构研究的单位之一。
研究现状
中南大学高速列车研究中心在1998年建立动模型碰撞试验台，在 该试验台上，四方股份进行了天津地铁、北京四号线等城轨车辆 碰撞吸能测试。