“砰！”一聲沖天巨響！一輛列車以76km/h的高速撞向另一輛車頭。一瞬間車頭炸裂、煙霧漫天，場面令人窒息。不過不要擔心，這僅是一場碰撞試驗。近日，青島中車四方股份公司在76Km/h的高速下，進行了列車實車車輛級對撞試驗。這是目前世界上高速列車最高速的車輛級碰撞試驗。

此次碰撞試驗結果：兩車司乘空間完整，吸能結構變形可控、有序，無爬車現象。車輛防撞性能優異，試驗進一步驗證了高速列車吸能裝置的有效性。試驗的成功，標志著中車四方在高速列車被動安全技術領域達到世界先進水平。

在世界高速列車領域，被動安全技術是一項技術“制高點”。所謂被動安全，就是當列車發生意外碰撞時，通過車輛吸能裝置耗散撞擊能量，最大限度降低碰撞損傷，有效保護乘員安全。這種實車對撞屬于車輛級碰撞，驗證級別高于歐洲EN15227碰撞標準要求，更接近車輛實際運營工況。同時，76km/h的碰撞速度，也是目前世界上高速列車最高速的實車碰撞試驗速度。

看到這，大部分網友表示心疼錢，稱此次試驗為“史上最貴車禍現場”

有的網友則顯得“懂行”，表示這種昂貴的試驗肯定在之前反復進行過大量CAE仿真測試，以保證物理試驗的一次性通過，節約成本。要知道一般實體碰撞試驗涉及到試驗數據的采集和處理，通常采用的數據采集系統為電測量和光測量相結合的系統，實驗中要用到大量的傳感器和數臺高速攝像機，這些數據采集系統以及試驗中采用的假人在試驗前都要進行嚴格的標定，其試驗準備工作是十分費時的。最重要的是碰撞試驗屬于破壞性試驗，所需費用確實非常非常的昂貴。

下面讓我們看看采用CAE仿真技術如何進行列車碰撞分析的。

模型簡化   

列車一般由8節或16節車廂構成，其中頭車的結構相對復雜，主要有車鉤、牽引梁、排障器、頭部蒙皮、車身三層板結構、加強筋、司機室等部分組成，其他諸如底架、門把手、焊接處等部分對沖擊碰撞計算影響不大，故對此部分進行模型簡化。

車頭整體和局部碰撞仿真   

通過CAE仿真模擬可以看到，撞擊變形主要集中在司機室前端的牽引梁區域和排障器部分，司機室的嚴重變形不利于人員的安全，底架和梁的彎曲變型也不利于能量的吸收。

從下圖可見，牽引梁的變形模式均是以整體屈曲為主，即在牽引梁的中部發生彎曲，隨著碰撞的速度的遞增，彎曲愈加明顯，還伴隨著前端出現一些局部的塑性變形。整體屈曲不利于緩沖沖擊力和吸收能量。

通過對列車碰撞的CAE仿真分析可知，原頭車結構在碰撞發生時，沒有專門的吸能機構，主要撞擊部件牽引梁以彎曲變形為主，不利于能量的吸收和沖擊力的緩沖。通過將牽引梁的主體部分由原來的方管結構改為圓角的方管，并在牽引梁的前端添加同樣結構的吸能管使其與牽引梁共軸，頭車吸能量大幅提高，有效降低了碰撞后的風險。

改進后的牽引梁和吸能管

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