[发明专利]一种挤压式铁道车辆专用吸能装置

说明书

本发明公开了一种挤压式铁道车辆专用吸能装置，包括安装底板、垂直设于其上成矩形的一对导向立柱及分设两侧的一对固定立柱和一对活动立柱；同一侧的固定立柱、导向立柱和活动立柱由侧压板连成一体；一对活动立柱及一对固定立柱均由端部卡板连成一体；相邻的立柱对间均插设一U型薄板，U型薄板分别包裹一对固定立柱和一对活动立柱，两U型薄板的底板之间插设一与导向板连接的楔形挤压冲头，导向板滑设于导向立柱内，挤压冲头在冲击力作用下挤压U型薄板使其在矩形腔内发生扩张塑性变形及在与固定立柱和活动立柱的接触位置发生相互摩擦和挤压形成塑性流动变形。本发明具有作用力平稳、比吸能大、变形可控、结构简单、拆装方便和可重复利用等优点。

技术领域

本发明涉及一种铁道车辆被动安全保护领域，特别涉及一种挤压式铁道车辆专用吸能装置。

背景技术

国内外频繁发生的铁道车辆碰撞事故，给人们带来了沉重和惨痛的教训。尤其是近年来随着路面有轨电车的不断兴起，地面碰撞概率大大增加。铁路作为国民经济重要的基础设施和大众交通工具，应始终把保护旅客和司乘人员的生命财产安全作为轨道交通运行安全的出发点。因此，当列车碰撞事故无法避免时，亟需开展铁道车辆被动安全保护研究。

在车辆碰撞过程中，由于安全防护的需要，碰撞动能要完全被吸收或耗散，因此需要采用专门的元件作为能量吸收结构。吸能结构分为承载吸能结构和专用吸能结构，所谓承载吸能结构：在正常运行条件下，具有良好的传递纵向力性能，在发生撞击事故时产生塑性大变形吸收能量；所谓专用吸能结构：不作为结构承载用，仅在发生撞击事故时产生塑性大变形吸收能量，以增加吸能结构的“比吸能”，且专用吸能结构在碰撞中失效后可以替换。一个设计良好的耐撞性结构必须以可控制的方式吸收或耗散全部撞击动能，以满足车辆结构的耐撞性要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种作用力平稳、比吸能大、变形可控、结构和制作工艺相对简单、拆装方便和可重复利用的挤压式专用吸能装置，可广泛应用于铁道车辆的能量耗散结构中。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种挤压式铁道车辆专用吸能装置，包括安装底座，所述安装底座包括安装底板以及垂直设于安装底板上并布置成矩形的立柱组，所述立柱组包括一对间隔布置的导向立柱以及分设于导向立柱两侧的一对固定立柱和一对活动立柱；位于所述矩形的同一侧的固定立柱、导向立柱和活动立柱通过一侧压板连接成一体；所述一对活动立柱以及一对固定立柱的外端分别通过一端部卡板连接成一体；所述导向立柱与固定立柱和活动立柱之间均插设一U型薄板，两U型薄板的两侧板分别包裹一对固定立柱和一对活动立柱，两U型薄板的底板之间的间隔内插设一楔形挤压冲头，所述挤压冲头的大端连接一用于承受冲击的导向板，所述导向板的两侧分别滑设于一导向立柱的导向槽内，挤压冲头的两楔形边分别与一U型薄板接触，挤压冲头在冲击力作用下挤压U型薄板使其在矩形腔内发生扩张塑性变形及在与固定立柱和活动立柱的接触位置发生相互摩擦和挤压形成塑性流动变形。

作为上述技术方案的进一步改进：

优选的，位于所述矩形的同一侧的固定立柱、导向立柱和活动立柱通过一侧压板连接成一体，所述侧压板包括主侧板和两个垂直连接于主侧板两端的侧翼板，所述主侧板的中部沿长度方向通过多个螺栓连接于相应导向立柱的外侧，两个侧翼板沿长度方向通过多个螺栓连接于相应的固定立柱和活动立柱上。

优选的，所述一对活动立柱以及一对固定立柱的外端分别通过一端部卡板连接成一体，所述端部卡板包括一直板以及设于直板中部与其同宽的矩形凸台，所述直板的两端通过螺栓连接于相应立柱上，所述凸台嵌设于相应的立柱之间并与立柱的内侧面接触。

优选的，所述固定立柱和活动立柱均为四棱柱，固定立柱和活动立柱上与U型薄板的底板相接触的棱角均为圆角。

优选的，所述U型薄板为折弯形成的薄壁金属板一体结构，所述折弯处为与固定立柱和活动立柱的圆角相配合的圆角；U型薄板的长度与立柱的长度相适应。