Diseño de Rigidez Variable y Optimización Multiobjetivo de la Resistencia a Choques para el Poste de Colisión de los Vagones de Metro
Autores: Guo, Wei; Xu, Ping; Yi, Zhaofeng; Xing, Jie; Zhao, Hui; Yang, Chengxing
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Diseño de Rigidez Variable y Optimización Multiobjetivo de la Resistencia a Choques para el Poste de Colisión de los Vagones de Metro
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Propuestas
Poste de colisión de rigidez variable
Optimización de coincidencia de rigidez
Energía cinética
Experimento
Modelo de elementos finitos
Diseño de optimización
Secuencia de frontera de Pareto
Modelo de superficie de respuesta
Capacidad de choque
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
Este documento propone una estructura de poste de colisión de rigidez variable (VSCP) basada en una estructura de poste de colisión de rigidez uniforme (USCP) y realiza una optimización de coincidencia de rigidez para los VSCP. Una estructura de poste de colisión ensamblada en un marco frontal de metro puede mantener el espacio vital y absorber una cierta cantidad de la energía cinética de un impacto. El experimento se aplicó en el USCP, y el modelo de elementos finitos fue verificado experimentalmente. Para investigar los efectos de los parámetros de rigidez de los VSCP en la respuesta de absorción de energía específica (SEA_VSCP) y el área de respuesta de intrusión (S_In), se adoptaron modelos de superficie de respuesta ajustados a partir del diseño del experimento junto con el modelo de elementos finitos. Además, se realizó un diseño de optimización multiobjetivo utilizando el método de búsqueda de respuesta global y se generó una secuencia de frontera de Pareto, que se basó en el modelo de superficie de respuesta desarrollado. Se encontró que el valor óptimo de las respuestas SEA_VSCP y S_In no se puede lograr al mismo tiempo. Finalmente, se propone un análisis de relación gris para alcanzar un equilibrio deseable entre SEA_VSCP y S_In a partir de la secuencia de frontera de Pareto bajo las restricciones de la fuerza de choque máxima del VSCP y la absorción de energía del extremo frontal del coche de cabina. El resultado de la optimización muestra que la resistencia a choques del VSCP es mejor que la del USCP.
Descripción
Este documento propone una estructura de poste de colisión de rigidez variable (VSCP) basada en una estructura de poste de colisión de rigidez uniforme (USCP) y realiza una optimización de coincidencia de rigidez para los VSCP. Una estructura de poste de colisión ensamblada en un marco frontal de metro puede mantener el espacio vital y absorber una cierta cantidad de la energía cinética de un impacto. El experimento se aplicó en el USCP, y el modelo de elementos finitos fue verificado experimentalmente. Para investigar los efectos de los parámetros de rigidez de los VSCP en la respuesta de absorción de energía específica (SEA_VSCP) y el área de respuesta de intrusión (S_In), se adoptaron modelos de superficie de respuesta ajustados a partir del diseño del experimento junto con el modelo de elementos finitos. Además, se realizó un diseño de optimización multiobjetivo utilizando el método de búsqueda de respuesta global y se generó una secuencia de frontera de Pareto, que se basó en el modelo de superficie de respuesta desarrollado. Se encontró que el valor óptimo de las respuestas SEA_VSCP y S_In no se puede lograr al mismo tiempo. Finalmente, se propone un análisis de relación gris para alcanzar un equilibrio deseable entre SEA_VSCP y S_In a partir de la secuencia de frontera de Pareto bajo las restricciones de la fuerza de choque máxima del VSCP y la absorción de energía del extremo frontal del coche de cabina. El resultado de la optimización muestra que la resistencia a choques del VSCP es mejor que la del USCP.