[01006567]列车全研究链碰撞试验与结构安全评估技术

列车碰撞事故无法完全避免且高居世界铁路重大伤亡事故之首，为实现乘员安全保护需要研发耐撞性列车。此前，国内外主要采用部件碰撞和少量实际线路碰撞试验来验证列车耐撞性，但列车受环境、线路等影响，事故多样，难以精准捕获结构性能对碰撞全过程力学响应及演变规律的影响。因此，亟待研建专用的“车辆级”及“列车级”为核心的全研究链列车碰撞试验装备，开发列车碰掩安全评估技术，提高列车的耐撞性。 围绕上述问题，历时10年，从装置研建、标准制订、技术研发、设计提升等方面开展研究，创新研发列车碰撞全研究链试验与结构安全评估技术，解决列车耐撞性“如何试验、如何评估、如何提升”的技术难题。已应用于轨道车辆设计，试验资质获国际权威机构认可，有力支撑了我国轨道交通战略的实施。 1）发明轨道车辆实车碰撞试验技术。研建国际首套实际运营轨道车辆撞击试验/瞬时测力系统，攻克分布式储能时序释放大吨位驱动、自适应无损制动与紧急终止和大吨位测力3大关键技术，与国外（美国TTCI）唯一相近技术对比，撞击速度控制精度提高4倍，试验效率提高约20倍。 2）创建列车碰撞力流/能量流/位形等效缩模试验技术。针对列车间多车辆耦合撞击导致的爬车、脱轨、倾覆等多界面变形、复杂位形识别难题，首次提出列车碰撞等效缩模准则和位形姿态全时域、无盲区捕捉技术，研建国际首套列车碰撞等效缩模试验系统，映射实际列车碰撞响应，得到车辆间耦合碰撞导致的次生灾害成因及演化规律。 3）创立列车碰摘全研究链结构安全评估和耐撞性提升技术。首次提出实际车辆/列车-刚性墙碰撞场景和列车等效缩模碰撞评估方法及指标：制订中国列车耐撞性标准并获颁布实施，填补国内空白，实现列车碰撞安全的体系化评估。提出列车耐撞性提升控制模型，大幅提高车辆耐撞击性能。 该成果形成了具有完全自主知识产权的列车碰撞全研究链试验系统及安全评估技术，获授权发明专利21项；发表SCI/EI收录论文95篇；制订列车耐撞性标准《机车车辆碰撞试验测试方法》等3项，并获颁布实施，填补了我国列车耐撞性标准空白。测试和评估资质全球覆盖，国际认可，获中国计量认证CMA、中国合格评定国家认可委员会CNAS认证资质，被美国ARA、欧盟Interfleet及德国TUV等权威机构认可。 完成了“复兴号”高速列车耐撞性研究、试验、评估及性能提升；完成了广深港等高速动车组碰撞试验及耐撞性能评估；完成了国内及出口城轨车辆耐撞性试验、评估及优化。近3年，利用该项目技术应用单位新增“复兴号”高速列车2664辆、出口地铁列车2301辆、国内城轨列车1780辆。目前，国内列车龙头企业、国外ARA等权威咨询机构长期驻守中南大学，排队预约试验和评估。 项目的实施，突破了高速列车走出去耐撞性技术壁垒，极大地提高了我国机车车辆产品的国际竞争力，助推高速列车从中国产品到中国品牌的转变。