[发明专利]一种列车撞击模型试验装置

说明书

一种列车撞击模型试验装置，其特征是：台面中部安置模拟轨道的工字型钢，列车编组模型安装于工字型钢上；列车编组模型的前部两侧设置有翼板，翼板正后方的台面上固定有冲击气缸；冲击气缸与空气压缩机相连；列车编组模型前方的台面上固定有模拟隧道边墙的角度可调的刚性挡板，刚性挡板上安装有力传感器；工字型钢前部一侧的台面安装两个激光发射器、另一侧的台面对应安装两个激光感应器。该装置能模拟列车编组以不同速度、不同撞击角度对隧道边墙的撞击，得到列车脱轨撞击隧道的冲击力，为隧道的防撞设计、建造提供更准确、可靠的试验依据，以避免列车脱轨撞击对隧道造成严重破坏、诱发水灾等二次灾害，降低事故产生的伤亡和损失。

技术领域

本发明涉及一种列车撞击模型试验装置。

背景技术

近年来，随着列车运行速度的提高，全球发生列车脱轨的事件时有发生，如1998年德国艾舍德镇附近发生的城际特快列车脱轨事故，2011年韩国YTN高速铁路发生的列车脱轨事故、同年中国温州发生的动车追尾脱轨事故，以及2013年西班牙圣地亚哥附近发生的高速列车脱轨事故等等。这些列车脱轨事故不仅造成了大量人员伤亡，而且还可能对铁路基础设施造成重大破坏，尤其是当脱轨事故发生在长大水下盾构隧道中时，撞击盾构隧道导致的隧道破坏极易诱发水灾等二次灾害，增加救援难度和人员伤亡率，严重的将导致隧道淹没和报废。

然而，要研究列车脱轨撞击盾构隧道的动力响应和破坏行为，必须要获得列车脱轨撞击荷载。目前，尚未有实测的列车脱轨撞击荷载曲线，仅有的研究都是通过非线性有限元软件对列车编组进行建模，然后撞击刚性墙获得不同列车编组、不同撞击速度和不同撞击角度的列车撞击荷载时程曲线。这种数值仿真方式涉及高速接触问题、数值建模复杂、简化假定较多，运算工作量大；加之影响列车撞击的客观因素十分复杂，理论仿真所获的列车脱轨撞击荷载的曲线与实际撞击荷载的偏差大、可靠性低。

发明内容

本发明的目的是提供一种列车撞击模型试验装置，该装置能模拟列车编组以不同速度、不同撞击角度对隧道边墙的撞击，得到列车脱轨撞击隧道的冲击力，为隧道的防撞设计与建造提供更准确、可靠的试验依据，进而避免列车脱轨撞击对隧道造成严重破坏、诱发水灾等二次灾害，以降低事故产生的伤亡和损失。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，其特征是：

台面的中部安置模拟轨道的工字型钢，列车编组模型安装于工字型钢上；列车编组模型的前部两侧设置有翼板，翼板正后方的台面上固定有冲击气缸；冲击气缸与空气压缩机相连；

所述的列车编组模型前方的台面上固定有模拟隧道边墙的角度可调的刚性挡板，刚性挡板中部安装有两向力传感器；

所述的工字型钢前部一侧的台面安装两个激光发射器、工字型钢前部另一侧的台面对应安装两个激光感应器。

本发明的使用方法和原理是：

将刚性挡板调节并锁定至设定角度；随后启动空气压缩机，待空气压缩机气压达到设定的气压时，再启动冲击气缸。冲击气缸的冲击件即向前高速撞击列车编组模型的两侧翼板，使列车编组模型沿着工字型钢轨道高速前进，并撞击刚性挡板。同时，工字型钢前部的激光发射器和激光感应器，测出撞击瞬间列车编组模型的速度，刚性挡板上的力传感器测出撞击瞬间的列车编组模型的冲撞力。

调整刚性挡板角度和空气压缩机的气压，即可测出：不同撞击角度，不同运行速度下列车与隧道间的撞击力。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：