CN108944987A - 一种轨道客车车钩压溃变形管的膨胀管 - Google Patents

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刘欢
徐涛
于征磊
梁逍
张天翼
郭昊添
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    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G9/00—Draw-gear
    • B61G9/12—Continuous draw-gear combined with buffing appliances, e.g. incorporated in a centre sill

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vibration Dampers (AREA)

Abstract

一种轨道客车车钩压溃变形管的膨胀管，膨胀管为圆柱环形套筒梁结构，膨胀管包括有内套筒、外套筒、支撑横板和支撑肋板，内套筒和外套筒之间具有交错的支撑横板和支撑肋板，垂直于内套筒和外套筒的支撑横板贯穿圆柱环形套筒梁结构，支撑横板与内套筒和外套筒相连接，垂直于支撑横板的支撑肋板与内套筒、外套筒及支撑横板连接，内套筒、外套筒、支撑横板及支撑肋板之间形成若干空腔，空腔内填充有吸能缓冲物。该膨胀管在碰撞发生过程中增加了缓冲吸能的效果，对乘客及车辆起到保护作用，同时该膨胀管相比传统的管状结构具备轻量化、机械特性增强等特点，达到了节能节材的效果。

Description

一种轨道客车车钩压溃变形管的膨胀管
技术领域
本发明涉及轨道客车碰撞安全领域，建立一种轨道客车车钩压溃变形管的膨胀管。
背景技术
随着我过高速铁路的快速发展，轨道客车的运行速度也不断提高，轨道客车的安全性也越来越受到人们的重视，而轨道客车的安全性也与车钩吸能装置的吸能效果紧密相关。当一列或者两列轨道客车发生碰撞时，强大的能量将沿着车体向客室传递，从而造成大量的人员伤亡，车钩吸能装置的吸能效果将影响能量的传递与吸收，保护车体，降低对乘员造成的伤害。国内的轨道客车，主要通过联挂的车钩本身自带的液压、橡胶等缓冲器进行能量吸收和释放，这些结构只能产生较小的缓冲效果，无法起到保护车体及乘客的作用。
国内现有的车钩压溃变形管，主要是膨胀式压溃管，其功能是通过冲击力压缩膨胀吸收能量，当列车在运行或重联时发生碰撞，冲击力低于压溃管触发力时，压溃管压缩管不产生位移，所有产生的冲击能将由缓冲器吸收；冲击力大于设定触发值时，压缩管产生位移，进入膨胀管，膨胀管通过膨胀吸收冲击能量，以达到保证乘客安全和保护车辆设备的目的。碰撞冲击力较大状况下膨胀式压溃管完全变形后，其内部的刚性弹簧发挥作用，防止车辆继续发生碰撞，但刚性弹簧抵抗冲击的能力差，容易失效，更换成本大。
发明内容
本发明的目的是提供一种轨道客车车钩压溃变形管的膨胀管。本发明受仿生学启发，将仿生薄壁结构引入轨道客车车钩压溃变形管中。仿生学是通过了解生物体的结构和功能原理，以解决机械和工程方面的技术难题。根据香蒲及马尾草中茎内部的电镜结构图，以及其在抵抗自然风力中起到的优异作用，将两种仿生结构相互融合应用到轨道客车防撞结构中，即是该轨道客车车钩压溃变形管内部缓冲吸能结构的设计方法。轨道客车车钩压溃变形管内部缓冲吸能结构内的横板和肋板能够有效的改善原始圆柱环形结构的力学性能，在保持一定弹性能力的基础之上，提高系统的刚度，增强了吸能效果，提高了抗冲击能力。压溃变形管由压缩管、膨胀管及刚性弹簧组成。膨胀管结构为圆柱环形套筒梁结构，梁结构嵌套在刚性弹簧外部，位于膨胀管内部。轨道客车发生碰撞时，压缩管作用挤压进入膨胀管，膨胀管膨胀变形，同时压缩管挤压膨胀管使其发生塑性变形。
一种轨道客车车钩压溃变形管的膨胀管，膨胀管为圆柱环形套筒梁结构，膨胀管包括有内套筒、外套筒、支撑横板和支撑肋板，内套筒和外套筒之间具有交错的支撑横板和支撑肋板，垂直于内套筒和外套筒的支撑横板贯穿圆柱环形套筒梁结构，支撑横板与内套筒和外套筒相连接，垂直于支撑横板的支撑肋板与内套筒、外套筒及支撑横板连接，内套筒、外套筒、支撑横板及支撑肋板之间形成若干空腔，空腔内填充有吸能缓冲物。
所述的内套筒、外套筒、支撑横板和支撑肋板之间通过焊接连接。
所述的内套筒和外套筒的材质为镁铝合金。
所述的支撑横板和支撑肋板材料采用弹性材料。
所述空腔内的吸能缓冲物采用缓冲材料或弹簧结构。
本发明受仿生学启发，将仿生薄壁结构引入轨道客车车钩压溃变形管中。仿生学是通过了解生物体的结构和功能原理，以解决机械和工程方面的技术难题。根据香蒲及马尾草中茎内部的电镜结构图，以及其在抵抗自然风力中起到的优异作用，将两种仿生结构相互融合应用到轨道客车防撞结构中，即是该轨道客车车钩压溃变形管内部缓冲吸能结构的设计方法。轨道客车车钩压溃变形管内部缓冲吸能结构内的横板和肋板能够有效的改善原始圆柱环形结构的力学性能，在保持一定弹性能力的基础之上，提高系统的刚度，增强了吸能效果，提高了抗冲击能力。压溃变形管由压缩管、膨胀管及刚性弹簧组成。膨胀管结构为圆柱环形套筒梁结构，梁结构嵌套在刚性弹簧外部，位于膨胀管内部。轨道客车发生碰撞时，压缩管作用挤压进入膨胀管，膨胀管膨胀变形，同时压缩管挤压膨胀管使其发生塑性变形。
附图说明
图1为本发明的的轴测图。
图2为本发明的内部结构示意图。
图3为本发明的支撑横板与支撑肋板交错排布方式的轴测图。
图4为本发明的支撑横板与支撑肋板另一交错排布方式的轴测图。
具体实施方式
请参阅图1和图2所示，一种轨道客车车钩压溃变形管的膨胀管，膨胀管为圆柱环形套筒梁结构，膨胀管包括有内套筒(1)、外套筒(2)、支撑横板(3)和支撑肋板(4)，内套筒(1)和外套筒(2)之间具有交错的支撑横板(3)和支撑肋板(4)，垂直于内套筒(1)和外套筒(2)的支撑横板(3)贯穿圆柱环形套筒梁结构，支撑横板(3)与内套筒(1)和外套筒(2)相连接，垂直于支撑横板(2)的支撑肋板(4)与内套筒(1)、外套筒(2)及支撑横板(3)连接，内套筒(1)、外套筒(2)、支撑横板(3)及支撑肋板(4)之间形成若干空腔(5)，空腔(5)内填充有吸能缓冲物。
所述的内套筒(1)、外套筒(2)、支撑横板(3)和支撑肋板(4)之间通过焊接连接。
所述的内套筒1和外套筒2的材质为镁铝合金。
所述的支撑横板(2)和支撑肋板(3)材料采用弹性材料。
所述空腔(5)内的吸能缓冲物采用缓冲材料或弹簧结构。
如图3和图4所示，为支撑横板与支撑肋板的两种不同交错排布方式。

Claims (5)

1.一种轨道客车车钩压溃变形管的膨胀管，其特征在于：膨胀管为圆柱环形套筒梁结构，膨胀管包括有内套筒(1)、外套筒(2)、支撑横板(3)和支撑肋板(4)，内套筒(1)和外套筒(2)之间具有交错的支撑横板(3)和支撑肋板(4)，垂直于内套筒(1)和外套筒(2)的支撑横板(3)贯穿圆柱环形套筒梁结构，支撑横板(3)与内套筒(1)和外套筒(2)相连接，垂直于支撑横板(2)的支撑肋板(4)与内套筒(1)、外套筒(2)及支撑横板(3)连接，内套筒(1)、外套筒(2)、支撑横板(3)及支撑肋板(4)之间形成若干空腔(5)，空腔(5)内填充有吸能缓冲物。
2.根据权利要求1所述的所述的一种轨道客车车钩压溃变形管的膨胀管，其特征在于：所述的内套筒(1)、外套筒(2)、支撑横板(3)和支撑肋板(4)之间通过焊接连接。
3.根据权利要求1所述的所述的一种轨道客车车钩压溃变形管的膨胀管，其特征在于：所述的内套筒1和外套筒2的材质为镁铝合金。
4.根据权利要求1所述的所述的一种轨道客车车钩压溃变形管的膨胀管，其特征在于：所述的支撑横板(2)和支撑肋板(3)材料采用弹性材料。
5.根据权利要求1所述的所述的一种轨道客车车钩压溃变形管的膨胀管，其特征在于：所述空腔(5)内的吸能缓冲物采用缓冲材料或弹簧结构。
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