遵照世界铁路联盟统计，所有列车重大事情中车辆碰撞约占30%阁下，惹起的人员伤亡约占50%阁下。是以，高速列车耐撞性研究湖南师范大学被世界各国列为关键课题，也是国轨道交通行业成长的洽商”技巧。
环绕“如何前进列车耐撞性以保护乘员”这一目标，高速列车研究中心湖南师范大学科研团队从吸能湖南大学生家教湖南大学生家教结构和防偏防爬两个方面入手，发现了列车碰撞能量协同耗散与轨迹自保持技术，让中国高铁更安全。
为列车保险运营装上“保险杠”
2017年6月26日，国自主研发具有完全知识产权的新一代标准高速动车组“复兴号”动车组在京沪高铁上首发运行，备受世人注视。复兴号’氛围动力学性能和结构耐撞性优化实行研究就是由我轨道交通氛围动力与碰撞保险技术创新团队承当的高速列车研究中心主任梁习锋介绍道。
前进列车的耐撞性就要通过配置适合的吸能结构，列车撞击发生过程中只管即便多地领受撞击过程所产生的能量，并且在吸能的同时又不能产生过高的撞击反力。守旧列湖南家教车车头是遵照“车钩压溃管-专用吸能结构-承载吸能结构”如许的顺序设想的发生碰撞时，这湖南家教些部件顺次变形，而由于车头装配空间无限，变形旅程较短，又极大限制了列车的吸能能力。
为了最大制约汲引列车耐撞性，高速列车研究中心列车撞击动力学团队在列车整车吸能和车辆专用吸能结构上进行了科研攻关和技术创新。
如何增加列车整车领受能量的才能？有一次课题组开会时，项目担负人高广军教授提出，以往的吸能结构放在车头的位置太小，车头空间位置无限，能不能做个收缩式的装配，当列车发生碰撞时，让吸能部件弹出来，当列车正常运行时，吸能部件收缩在里边？
由此，研究团队假想，一是对原有的吸能结构部件履行革新，使其在撞击时可以或许发生渐进愚昧，通过不变、反复的变形方式领受更多能量；二是计划外增加吸能元件，新增加的元件在列车正常运行时不承载，撞击时发生变形以吸收能量。
遵照这一想法，画设计团、找特殊材料、做吸能构件、仿真较量争论、仿照实行到实车碰撞实验，一步步优化设想，终极在2015年有了技术雏形。采用激光、雷达冗余技术实现了车辆前方无盲区、超长距离妨碍物精准识别，开辟了吸能结构系统激活、驱动、锁闭的智能控制方式，采纳了品德轻、吸能量大的镁铝合金新型轻量化复合资料，冲破了现有车辆对吸能结构装配空间的制约。高广军介绍。
通过大批量研究实验，研究团队提出可以或许允许吸能结构超出车钩这一创新型设计，发现了列车主不主动伸缩式碰撞吸能装置—由此突破了海内标准中“列车车钩→专用吸能结构→承载吸能结构”顺次吸能理念。团队设想的吸能拆卸如同一个安装了天眼”弹簧”具备自动延长才能，碰撞时及时伸出，非碰撞态收回，使吸能结构的变形旅程大幅延长，大大提拔了列车碰撞的保险机能。
车辆专用吸能结构特性决意了车辆的耐撞性。是以，改善车辆专用吸能结构方面，团队发现了低初始峰值力、全数渐进塑变吸能技术和可频频式液压吸能装置，完成了车辆吸能结构变形有序可控，同时处理了无穷空间内高能量耗散坚苦和车辆低速碰撞时需要救援的困难。
现在复兴号”车头、车尾战中间车都搭载了专用吸能装置，就像汽车的保险杠一样，能领受撞击发生的能量，从而保障了中间载人部分的保险。
图1列车吸能拆卸装配地位
为防止列车“出轨脱线”系上“保险带”
列车不主动保险防护不仅要处置惩罚列车吸能问题，还要设法主意使碰撞的列车只管即便不发生爬车、脱线脱轨等二次事故。如何让发生撞击的列车不交织在一起相互挤压产生更大的碰撞能量？
把列车固定上去，增加列车和轨道的附着力。这一假想灵感来源于汽车座椅上的保险带。高广军介绍，当列车正常行驶时，该拆卸对列车不产生影响；当列车发生脱轨后，拆卸则像‘保险带’一样将列车和列车、列车和轨道牢牢扣住。遵照这一想法，研究团队提出了处置惩罚列车碰撞轨迹自保持的技术路途图，操纵于轨道列车防偏爬、防脱轨设计，发现了列车自动对心防偏防爬拆卸和基于列车轨道的多点束厄局促防脱轨装置。
所谓列车自动对心防偏防爬技术装置，像我人的凹凸牙一样，可以或许自动咬合”当列车发生碰撞时，这个装置在吸能结构上的凹凸防爬齿能任意转化为凸凹防爬器，凸防爬齿能够在必定垂向、横向偏差内与凹防爬齿有效啮合，像“磁铁”一样把两列车锁定，撞击点偏置时能自动对心，这样就能有效抑制车辆间爬车、吸能结构失稳、车辆折弯、列车“之”字形脱轨等事故，增添乘员伤亡和财产损失。
图2列车防偏防爬拆卸默示图
列车脱轨气象中，另一个关键核心部件是转向架”这是轨道车辆的走行部，犹如人的双腿。转向架置于车体和轨道之间，牵引和带领车辆沿着轨道行驶，具有承载、导向、减振、牵引和制动功能。转向架上的四个“车轮”专业术语称之为“轮对”唯一与轨道接触的部件，因此列车轮对在受到外力传染感动脱轨后会导致全数列车结构失稳。
如何处置惩罚列车在发生碰撞事变的失稳、出轨成绩？团队发现的列车多点束厄局促防脱轨拆卸则像转向架的备用脚”增添了转向架和轨道的构兵点，使得列车转向架和轨道的构兵面由原来的4点约束的弱稳定结构转变为6点束厄局促强稳定结构，加强了列车的稳定性。该装置安装在列车转向架上，当列车正常运行时不与轨道接触，但当列车发生意外时，拆卸会像“老虎钳”一样牢牢扣住轨道，从而降低列车脱轨危险。经过考证，该技术能有效抑制碰撞爬车、脱轨景象，目前已经操纵于我国青岛四方机车车辆股份无穷公司的高速列车自适应转向架出产，具备功能产业化推广前景。
图3列车防脱轨装置
别的，针对列车整车碰撞实行老本高、实施难度大，列车撞击过程错乱等问题，战现有国内外耐撞性标准中只规定采用数值仿真履行考证，无法保证成果的准确性，研究团队提出了基于加速度一致的列车碰撞三维动力学缩比相似准则，完成了全尺寸列车与缩比列车模型的碰撞响应参数换算，实现了列车级碰撞力流道路和能量耗散规律的考证。研建了海内独一的实际运营轨道车辆撞击/瞬间测力实行系统等平台群，实现了国所有轨道车辆、包孕“复兴号”内的高速动车组部件耐撞性实验。
图4时速400千米跨国互联互通高速动车组完成整车耐撞性试验
列车碰撞能量协同耗散与轨迹自贯穿连接技术这项功效在2016年申请了美国和俄罗斯的海内专利，2017年获得了国家发明专利受权，并开端践诺利用。今朝，该功能已应用于我国列车耐撞性正向顶层设想，实现城轨列车碰撞保险速度达36km/h比海内通用标准高44%吸能量提高1倍；长编组列车（16车编组）碰撞保险速度达到36km/h吸能能力提高1倍。2019年，该技术操纵于时速400千米的跨国互联互通高速动车组，战入口加拿大列车、美国波士顿和澳大利亚墨尔本等境外村落地铁的吸能结构设计。