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摘要
为研究脱轨列车撞击U型梁碰撞荷载变化规律及U型梁损伤演化过程,采用显式动力分析方法对列车以不同质量、速度和角度撞击U型梁进行仿真计算,对比分析列车碰撞荷载时程、峰值力、平均力以及荷载冲量,基于非线性时程分析对U型梁在碰撞荷载下的损伤特征和演化进行了研究。结果表明:列车碰撞荷载时程呈现两阶段特征,第一阶段碰撞荷载达到峰值但持时较短,第二阶段持时较长但碰撞荷载处于较低水平,荷载总持时为35～60ms;列车碰撞质量对碰撞荷载影响不显著,随着碰撞速度和碰撞角度增大,碰撞荷载峰值力及冲量上升明显且呈线性增长趋势,随着碰撞速度的增大,平均碰撞力上升较为有限,但随碰撞角度增大而增大,碰撞荷载峰值力与平均碰撞力的比值基本都超过2.5,最大达到3.4;U型梁碰撞损伤首先发生于腹板和底板,而后逐渐发展至翼缘与腹板过渡处,最终腹板上部发生严重损伤,损伤区域主要集中于腹板及腹板和底板连接处,U型梁的腹板翼缘在碰撞后发生明显的塑性侧向变形;对受损伤的薄弱区域,在设计时应重点关注。
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