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摘要
针对轨道车辆现有防爬器难以兼顾稳定全向防爬及大吸能阈值下高载荷效率的功能需求，提出一种基于Voronoi吸能管的新型全向防爬器，该防爬器由具有“引导-啮合”作用的全向防爬齿板及二维Voronoi异面拉伸吸能结构组成，建立基于显式动力学的吸能结构及防爬器有限元模型并进行仿真分析。研究结果表明：随胞元数和胞元规则度增大，胞元可控的Voronoi吸能管可以在一定程度上提升Voronoi吸能管的吸能效率；该新型防爬器在由水平、垂直及倾斜3个偏置参数相组合的7个工况中均能有效引导对中并稳定啮合，且随着引导偏置量的增大，防爬器所提供摆正车体的力增大。在结构耐撞性方面，由于2对撞吸能管所形成塑性铰的差异以及防爬齿板引导的共同作用，防爬器撞击时的初始峰值力明显降低；相比于理想对心碰撞，偏置的存在会提高该防爬器的吸能效率、载荷效率和初始峰值力(倾斜偏置工况除外)。
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单位北京交通大学; 中车长春轨道客车股份有限公司
