重大科技成果展示

列车结构塑变吸能技术及装置

2011年度国家技术发明奖二等奖

完成人：田红旗，梁习锋，许 平，姚 松，高广军，鲁寨军

完成单位：中南大学

列车碰撞事故造成的重大人员伤亡触目惊心，以人为本，研制吸能安全列车，为乘员提供安全保护是客运列车发展的永恒主题。我国与美、英、德等发达国家几乎同步开展列车耐撞性研究，但由于各国对其核心技术均相互保密，加之我国机车车辆结构型式、列车传递纵向力方式与国外相比有显著差别，因此，迫切需要自主创新。

项目历时15年，针对列车碰撞事故中乘员生存空间显著损失，人体伤害程度超限，爬车、穿透破坏、之字形脱轨等问题，从理论方法、关键技术、产品设计3个层次开展研究，发明了列车碰撞可控变形吸能技术：

1）提出碰撞可控变形吸能车辆设计方法。发明碰撞吸能车辆可控塑变力学分区技术及吸能装置，建立吸能车辆多级纵向刚度匹配模式，发明“弱刚度的吸能结构、强刚度的止挡结构、次强刚度的缓和结构、弱刚度的弹变结构”的多级刚度车体，已投入工程应用。

2）建立多车辆耦合碰撞吸能列车设计方法。发明吸能客运列车编组及连接技术，为预防车辆间耦合互撞导致的穿透破坏、爬车、之字形脱轨等后继事故的发生提供技术支撑。

3）建立碰撞吸能控制与行车失稳预警方法。提出多参数融合的列车碰撞阈值结构控制方法，实现了在正常运行时吸能列车具有足够的强度刚度传递纵向力；发明列车运行姿态实时在线非接触监测方法及装置，实现了行车失稳预警。

项目已申请国家发明专利21项，获计算机软件著作权18项，发表论文39篇。本项目形成的具有完全自主知识产权的列车碰撞可控变形吸能技术，已实施6年，大大提升了国内机车车辆产品的国际竞争力，有力地推动了轨道交通装备行业的科技进步，发展了列车多体耦合撞击动力学，培养了一批轨道交通装备研究与设计的高层次技术人才。研究成果已广泛应用于我国出口客运列车、国内城市地铁及轻轨车辆，显著提高了轨道交通载运工具碰撞安全性，具有重大的社会效益和广阔的应用前景。