為提升列車(chē)碰撞安全性能，中南大學(xué)高速列車(chē)研究中心從理論分析、裝置研建、試驗技術(shù)、評估方法開(kāi)展研究，研發(fā)了包含材料力學(xué)性能綜合實(shí)驗平臺群、車(chē)輛部件實(shí)物碰撞實(shí)驗平臺、軌道車(chē)輛實(shí)車(chē)碰撞試驗平臺、列車(chē)等效縮模碰撞試驗平臺的列車(chē)碰撞成套試驗系統，提出了列車(chē)碰撞安全評估技術(shù)。
1.材料力學(xué)性能綜合實(shí)驗平臺群
針對列車(chē)各型材料力學(xué)性能研究，構建了包含全數字電液伺服控制材料試驗機 INSTRON、高精度 MTS 測試系統、霍普金森拉桿（SHTB）測試系統等材料力學(xué)性能綜合實(shí)驗平臺群。同時(shí)通過(guò)裝備動(dòng)靜態(tài)應變儀、雙向和三向加載機構等多套輔助測量設備，可開(kāi)展各種金屬、復合材料、生物材料動(dòng)靜態(tài)力學(xué)性能測試與研究，可系統研究各類(lèi)材料的力學(xué)性能，構建動(dòng)靜態(tài)本構模型，為列車(chē)耐撞性結構設計提供基礎研究數據。
2.軌道車(chē)輛實(shí)車(chē)碰撞試驗平臺
針對軌道車(chē)輛體積大、質(zhì)量大、碰撞面積大等特點(diǎn)，研發(fā)了試驗車(chē)-速度-氣壓-溫度-濕度耦合氣動(dòng)發(fā)射可控技術(shù)、驅動(dòng)車(chē)短距自適應變液壓力摩擦終止技術(shù)、大噸位撞擊力測試技術(shù)實(shí)車(chē)碰撞試驗平臺。該系統全長(cháng)僅 88m，驅動(dòng)總動(dòng)能達 13MJ，最大碰撞質(zhì)量 150t，最大碰撞速度 120km/h；系統發(fā)射后具備“ 后悔” 功能，即發(fā)射后正常情況下驅動(dòng)車(chē)與試驗車(chē)分離，實(shí)現有效工況撞擊；調試非正常情況下驅動(dòng)車(chē)與試驗車(chē)不分離同時(shí)制動(dòng)，實(shí)現異常情況的試驗終止。系統重復性好、速度控制精準，精度可達±0.1km/h。系統可測試碰撞過(guò)程中的撞擊力、塑性大變形、位移、速度、加速度，獲中國計量認證 CMA 資質(zhì)；實(shí)現了車(chē)輛、軌道、人體耦合碰撞、爬車(chē)、脫軌等碰撞試驗及產(chǎn)品評估，完成了中國標準動(dòng)車(chē)組、國內及出口城軌車(chē)輛耐撞性試驗。
3.車(chē)輛部件實(shí)物碰撞實(shí)驗平臺
針對列車(chē)耐撞性結構研究，建成了能實(shí)時(shí)測定沖擊力的車(chē)輛部件撞擊試驗系統，可完成各類(lèi)車(chē)輛吸能零部件、車(chē)體底架端部的高速撞擊試驗，獲得吸能零部件碰撞過(guò)程中變形、加速度、撞擊力等隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)。其關(guān)鍵技術(shù)指標為：最大沖擊速度 120km/h，瞬態(tài)力測量量程 1440T，包括速度、加速度、高速運動(dòng)序列采集及分析系統。該平臺可對 1:1 車(chē)輛零部件（最大尺寸為3m×3.3m×0.9m）進(jìn)行可控碰撞試驗，獲得零部件在碰撞過(guò)程的變形、加速度、撞擊力隨時(shí)間變化曲線(xiàn)和撞擊接觸瞬間的速度；通過(guò)對不同材質(zhì)的結構進(jìn)行試驗，分析各種結構發(fā)生塑性屈曲破壞機理，獲得材料瞬態(tài)塑性大變形的動(dòng)態(tài)力學(xué)特性。研究材料變形方式對結構吸能影響等，以探求最佳的吸能材料和吸能結構，為“列車(chē)耐沖擊吸能車(chē)體”研制奠定基礎。
4.列車(chē)等效縮模碰撞試驗平臺
研建了國內外唯一的彈塑變分區、力流/能量流等效列車(chē)縮模碰撞平臺，可模擬兩列 8 編組列車(chē)互撞、爬車(chē)、跳車(chē)等場(chǎng)景。該系統與傳統全尺寸列車(chē)碰撞試驗相比，可精確確定影響爬車(chē)、跳車(chē)、之字形脫軌等成因，且成本低、可重復性好，實(shí)現試驗過(guò)程中的無(wú)盲區拍攝，研發(fā)自適應變速度跟蹤拍攝及圖像分析技術(shù)。
應用前景：
本成果形成了具有完全自主知識產(chǎn)權的列車(chē)碰撞試驗系統及安全評估技術(shù)，獲得國家計量認證（CMA），得到了美國 ARA 公司、德國 TUV 公司、英國Interfleet 公司等第三方機構的認可。完成了包括中國標準動(dòng)車(chē)組耐撞性試驗及優(yōu)化；完成了廣深港高速動(dòng)車(chē)組小底架碰撞試驗及耐撞性能評估；完成了國內及出口城軌車(chē)輛耐撞性試驗、評估及優(yōu)化。
成熟度：產(chǎn)業(yè)化
