第一篇：铁路线下输油管道安全性计算分析
铁路线下输油管道安全性计算分析
摘要：在蓟港扩能改造工程项目中，为确保铁路线下输油管道的安全，采用泡沫轻质土换填软土地基。本文首先利用ANSYS有限元软件，对铁路下穿输油管道的受力进行了数值模拟研究，然后采用解析方法对管道的受力进行了计算，两种计算方法所得结果吻合较好，验证了管道在荷载作用下能够安全可靠的工作。关键词：列车及轨道荷载，管道，有限元，简化模型 中图分类号：TU921
文献标识码：A
The Calculation and Safety Analysis of Fuel Pipeline
Beneath the Railway
GAO Yu,LI Shao-gang,WANG Xi,WU Hai-jiang（China Railway Sixth Group Tianjin Railway Construction Co.,Ltd, Tianjin 300232）
Abstract：In the Ji-Gang Reform Project, in order to ensure the safety of the fuel pipeline which beneath the railway, foam light soil was applied in the replacement of soft soil.This paper firstly simulates and analyzes the force of the fuel pipe which is beneath the railway.Then we use an analytical method to calculate the force of the pipe.The results of these two ways agree well with each other, verify the safety of the pipeline.Key words: Trains and track load, Pipeline, finite element, simplified model 0 引言
随着经济的发展，地上、地下的运输业都蓬勃地发展起来。为了使城市空间简洁美观，一般都将输送燃油、燃气、水流等管道埋于地下。位于地下的输送管道将受到其上方传下来的荷载的影响。如果在建设地上工程时不考虑地下管道的安全，加载后将有可能造成地下管道的破坏，造成燃油、燃气等不能及时输送到所需地点。而且大多输送的物质如燃油，一旦暴露于空气中便存在一定的危险性，会造成不可估计的损失。在实际工程中应切实考虑到地下构造物的安全性。
本文应用ANSYS有限元软件，计算管道在列车及轨道荷载和土体自重应力、流体共同作用下的受力情况，以分析管道的安全性。并简化管道的受力模型，以另一种简便的方法计算管道的受力。两种方法结果显示基于有限元与简化模型计算的结果吻合较好，进一步验证了管道的安全性。
筋混凝土盖板箱涵，基础为钻孔桩基础，上设承台，将盖板直接安放在承台上。但由于受周边高压线干扰，无法使用探测设备探测出管线准确位置。出于对管道安全的考虑，该段不采用桩基础。而传统换填方式工后沉降很大，不能保证管线安全。综合实际情况，决定采用新型材料泡沫轻质土换填加固该段地基基础。泡沫轻质土换填布置如图1所示。现对换填处理后管道的安全进行验算。
图1 泡沫轻质土换填布置图（尺寸单位：m）工程概况
蓟港铁路北塘西至东大沽扩能改造工程位于渤海湾西岸天津港附近。线路全线地质条件均为软土地基。为减少既有线变形、确保运营安全，地基采用水泥搅拌桩及双向水泥搅拌桩。新建蓟港铁路咸水沽至邓善沽区间路基中心里程DK62+488.87处下穿一条中航油输油管道，管道外径为Φ329.9mm。与新建线夹角约60°，埋深约13m。此处路基填高1m，原设计基底处理为采用1—4m钢基于有限元的管道分析
2.1 有限元模型
2.1.1 在流体作用下管道的有限元模型
本工程中的管道为中航油输油管道，航油为黏性流体，黏性流体的流动，绝大部分都是属于湍流，亦可称为紊流。湍流的流动有着一定的复杂性，所以到目前对于其的内在规律都尚未得到一个完整的解决办法。ANSYS软件中的FLOTRAN CFD可以解决一系列复杂的流体力学的难题[1]。在此，采用ANSYS有限元分析软件模拟管道中流体的运动，时煤油的动力黏度μ为1.49×10-3Pa•s，密度ρ为以得到流体对管道的压力。建立铁路下方管道的ANSYS有限元模型，划分出805个单元。如图2所示。
图2 生成管道的网格划分结果显示
2.1.2 整体受力管道的有限元模型
管道采用Q235B碳素钢，查得低碳钢Q235的弹性模量E=200GPa，泊松比ν=0.28，许用应力[σ]=170MPa[2]。由于管道直径相对较小，故仅取管道上方10m×15.75m土柱进行验算。建立ANSYS有限元模型，划分出18060个单元，如图
3、图4所示：
图3 土层网格划分
图4 管道细部划分
2.1.3 有限元计算中所用到的参数
一、流体作用下有关参数
本工程中管道为碳钢Q235B的钢管，管道直径为329.9mm，壁厚取11mm。航油成分多为煤油，查《工程常用物质的热物理性质手册》[3]
可知，20℃
819kg/m3。取质量流量qm=15kg/s，则可按2.1式计算出管内液体的速度[3]。
vqmA150.25(m/s)（2.1）0.307924819
二、整体受力有关参数
铁路下方的管道，必将受到其上方土层的重力作用，及轨道和列车荷载的作用。根据《铁路路基设计规范》[4]，可将列车及铁路荷载换算成相应高度、相应宽度的土柱。取换算土柱重度γ0=18kN/m3，则换算土柱高度h0为3.2m，换算土柱宽度为3.3m。
泡沫轻质土是一种新型轻质材料。泡沫轻质土具有轻质性、密度和强度可调节性、良好的施工性、硬化性能好、耐久性好等优点，已经被大量应用到实际工程中，运用到铁路建设中尚属首次。泡沫土各项参数的计算按《现浇泡沫轻质土技术规程》[5]进行。
本工程所使用的泡沫轻质土的各项参数及管道上方土层的参数如表1所示：
表1 泡沫轻质土及各土层参数
土层厚度 天然 内摩 弹性 数i h重度 粘聚力 擦角 模量 泊松比 i(m)γi(kPa)i(kN/m3)Cφi(°)Eνi i(MPa)1 3.5 19.8 30.2 13.0 4.5 0.35 2 3.5 19.2 33.3 10.6 3.5 0.42 3 5 18.4 13.8 5.9 3.0 0.35 4 1 17.9 13.2 4.0 4.0 0.25 5 18.7 20.0 7.1 3.0 0.35 泡沫土
3.7
1000
0
700
0.17
2.2 有限元计算结果
2.2.1 流体对管道内壁的作用力
假设管道流速进口处均匀，并且垂直于进口流场方向向上无速度。选用2D FLOTRAN 141单元，在所有壁面上施加无滑移边界条件，并且假定流体不可压缩且其性质为恒值。在这种情况下，压力就可仅考虑相对值，因此在出口处施加的压力边界条件是相对压力为零。分析结果如图5所示，由图可知，管道内壁节点上受压力最大值为0.493Pa。
图5 流体作用于管道内壁节点压力等值图（单位：Pa）
2.2.2 管道整体受力分析
管道在列车荷载的作用下的受力情况，是此次研究的重点。列车荷载经过泡沫轻质土换填层和各土层，最种传递到管道外壁上。然而岩土、混凝土和土壤等材料，都属于颗粒状材料，此类材料受压屈服强度远大于受拉屈服强度，且材料受剪时，颗粒会膨胀，常用的VonMises屈服准则不适合于这种材料。Drucker—Prager屈服准则是用于修正VonMises屈服准则，即在VonMises表达式中包含一个附加项，通过输入Drucker—Prager模型参数实现，即输入各土层的粘聚力C、内摩擦角φ及膨胀角φf。使用Drucker—Prager屈服准则的材料简称为DP材料，在岩石、土壤的有限元分析中，采用DP材料可得到较为精确的结果[6]。
ANSYS有限元模拟结果图6所示。由图可知，经由泡沫轻质土及各土层传下来的铁道及列车荷载与管道内液体的共同作用下，管道的最大应力产生在管道内壁水平方向，应力值为0.25×108Pa。由图可知管道受力并不均匀，但在横截面上的应力值较为平均，在0.278×107Pa~0.556×107Pa之间。可见管道的应力值没有超出许用应力范围，没有产生破坏。
图6 管道总体节点VonMises应力细部等值图（单位：Pa）基于简化模型的管道受力分析
3.1 简化模型概述
管道直径D为329.9mm，管道壁厚δ为11mm。由于管道壁厚远小于其直径（δ≤D/20），所以可以将其视为薄壁圆管进行计算并且对其受力进行如下简化：
（1）按文献[4]将列车及轨道荷载换算成土柱计算；
（2）计算管道上方总体土压力，并将其作为均布荷载均匀作用于管道外壁；
（3）因壁厚远小于内径d，故近似地认为圆管任意截面m—m或n—n上个点处的正应力相等；
（4）管道顺液体流通方向不受压力。3.2 简化模型计算结果
进行上述简化以后，建立管道在列车荷载及流体作用下的简化模型如图7（a）所示。
（a）（b）（c）
图7 管道受力简化模型
将列车荷载换算成土柱，换算的土柱及各土层对管道上方产生的压应力σc可由下式计算： c0h0nihi(3.1)i1
式中：σc——地面下深度ｚ处的竖向有效自重应力，kPa；
n——深度z范围内的土层总数；
hi——第i层土的厚度，m；
γi——第i层土的天然重度，kN/m3。
计算可得σc =246.65kPa。薄壁圆管在内压力及外压力作用下要均匀胀大或压缩，故在包含圆管轴线的任何径向截面上，作用有法向应力FN。取长度b计算，有一直径平面将管道剖开，研究半管的平衡，如图7（b）、图7（c）所示。则可计算：
F内0p内bd内2dsinp内bd内20sindp内bd内(3.2)
Fd外pbdsin外外02pbd外外sindp外bd外02(3.3)
由平衡方程∑Fy=0，可求得：
2FNF外F内b(p外d外p内d内)(3.4)
可得横截面上的正应力σ″为： FNb(p外d外p内d内)(p外d外p内d内)A2b2246.651030.32990.4930.3079(3.5)
对于低碳钢这种索性材料，一般而言，形状改变能密度理论较为符合试验结果，也就是第四强度理论。按第四强度理论进行管道的强度校核，如下式计算：
1222r4122331220.01163.710（Pa）=3.7(MPa)由两种方法分别计算结果，可知ANSYS的计
算较为精细，我们可以从计算结果中清楚得知管道应力发生的极值及其分布情况，以及总体的受力情况。而简化模型计算方法则将横截面上的各点视为应力相等，这样的做法简化了计算，却是以结果的精确度作为代价。
ANSYS有限元计算结果由6可知，横截面上应力值分布在2.78MPa~5.56MPa，平均值为4.17MPa。通过简化模型计算，管道应力为3.58MPa。两种算法误差率在15%之内。两种计算所得的结果均显示，地下埋深管道在列车及轨道作用和土的自重应力下，处于安全状态。考虑到土体弹塑性变形的复杂性，将这两种解法计算所得结果均可视为正确，ANSYS有限元模拟的结果更为精确。通过这两种方法，进一步论证了管道的安全性。结论
本文先对铁路下穿输油管道进行有限元流体模拟分析，得到流体对管道的压力。再由用有限元进行地下埋深的管道在承受列车及轨道荷载时的荷载计算，然后提出地下埋深管道受压的简化模型，并基于简化模型进行应力计算，最后对这两种计算法的计算结果进行了对比，得出以下结论：
（1）在此次工程中，地下深埋的管道在承受列车及轨道荷载时和土体自重荷载后，经软件分析计算可处于安全状态。
（2）实际工程中，当需要分析的问题较为复杂时，应用合适的计算机分析软件进行计算，或合理简化模型进行力学分析，都能得到一个较为可行的解决方法。
（3）两种方法都从理论上验证了管道的安全性，并且可以相互验证结果的真伪，可以为实际工程作为参考依据。
取管道上任意微小的单元体，如图8所示：
(3.6)
图8 单元体应力分析图
管道上任一点处沿径向正应力为σ′=－(p外－p内)=－2.46kPa；截面上的正应力σ″=－3700kPa；管道顺液体流通方向不受压力，故σ″′=0。管道处于应力平衡状态，取σ1=σ″′=0，σ2=σ′=－246.65kPa，σ3=σ″=－3700kPa，将σ
1、σ2及σ3代入式3.6中，算得σr4=3583.05kPa=3.58MPa。结果对比及分析
参考文献：
[1] 胡国良，任继文.ANSYS11.0有限元分析入门与提高[M].国防工业出版社，2009.[2] 孙训方.材料力学(I)[M].高等教育出版社，2002.[3] 张家荣，赵廷元.工程常用物质的热物理性质手册[M].新时代出版社，1987.[4] 中华人民共和国铁道部.铁路路基设计规范(TB10001—2005)[S].中国铁道出版社，2005.[5] 中国工程建设协会标准.现浇泡沫轻质土技术规程(CECS 249：2008)[S].中国计划出版社，2008.[6] 李围.ANSYS土木工程应用实例[M].中国水利水电出版社，2007.
第二篇：食品包装安全性分析
食品包装安全性分析
摘要：近年来，由于受对外贸易中技术壁垒的限制，我国出口食品因包装质量问题频遭国外封杀，造成严重的经济损失，食品包装材料的安全性问题面临严峻挑战。我国是食品包装材料生产和使用大国，国家对食品包装材料的生产和使用都有严格的规定；然而，在我国使用有毒有害物质的违规行为非常严重。本文分析了我国食品包装材料的安全现状，以及所面临的主要问题，并探讨了我国食品包装材料的解决对策。
关键词：食品包装、现状与问题、对策
一、食品包装的定义
食品包装是食品商品的组成部分。食品工业过程中的主要工程之一。它保护食品，使食品在离开工厂到消费者手中的流通过程中，防止生物的、化学的、物理的外来因素的损害，它也可以有保持食品本身稳定质量的功能，它方便食品的食用，又是首先表现食品外观，吸引消费的形象，具有物质成本以外的价值。因此，食品包装制程也是食品制造系统工程的不可分的部分。但食品包装制程的通用性又使它有相对独立的自我体系【1】。
二、安全现状与存在的问题
2．1食品包装材料自身缺陷带来的危害
目前人们普遍使用的食品包装材料主要分为塑料类、金属类、和纸(壳)类等。塑料是使用最广泛的食品包装材料。塑料属于高分子聚合物，在聚合合成工艺中会有一些单体残留和一些低分子量物质溶出【2】。为了改善塑料的加工性能和使用性能，在其生产过程中需要加入一些添加剂(如稳定剂、润滑剂、着色剂、抗静电剂、可塑剂等加工助剂)。上述物质在一定条件下，会从聚合物材料向接触的食品中迁移而污染食品。
金属包装材料化学稳定性差，特别是包装酸性内容物时，金属离子极易析出而影响食品风味，一般需要在金属容器的内、外壁施涂涂料，内壁涂层中的化学污染物会向内容物迁移污染食品，外壁含苯的涂料和油墨也会渗透而污染内容物。
纸制品是一种传统的食品包装材料，在食品包装中占有相当重要的地位。纸包装的安全问题主要来自于造纸过程中加入的添加剂，或原料本身的不清洁，或采用霉变甚至使用回收废纸作为原料【3】。
2．2包装材料生产不规范带来的危害
目前我国食品包装生产企业近6 000余家，规模和产品质量良莠不齐。小型企业占相当大的比例，目前仅就塑料袋的生产，全国90％的企业都是小企业，从业人员素质偏低和技术水平落后等问题比较突出【4】。有些企业为降低成本，使用劣质原材料，甚至非法使用回收的废旧塑料；在一次性塑料餐饮具生产中，使用工业级碳酸钙、滑石粉、石蜡等有毒有害原辅材料；或加入有毒色母料把产品染成黄色，还堂而皇之地标上“可降解”字样；或加入有致癌作用的荧光增白剂掩盖杂质。
此外，我国大部分食品生产企业实行外购包装制品，而生产包装制品的企业通常是通用型企业，其生产环境和卫生条件难以保证产品的安全性。同时，现在绝大多数食品企业不允许包装企业在产品上打上自己的标志，公众无法监督，包装企业又多以成本高低来决定购买加工材料，从而造成食品安全隐患。
2．3食品包装安全监管薄弱
在我国尽管食品包装材料有相应的法律法规(《中华人民共和国食品安全法》)和卫生标准。但是受食品安全管理体制和政府职能分工的限制，目前的法律体系并没有得到较高水平的贯彻执行。监管缺乏依据，缺乏技术支撑。相对于食品本
【5】身的安全监管来说，我国食品包装安全监管明显薄弱，甚至存在“监管盲区”。我国要求食品生产企业必须获得生产许可，但在包装企业中，却缺乏有效的准入和管理机制。目前只制定了《食品用塑料及纸制品的包装、容器、工具等制品市场准入强制生产许可(QS)认证》，实行了市场准入制度。而陶瓷、玻璃、金属、橡胶、竹制品等食品包装材料，大部分仍未实行市场准入制度。更令人忧虑的是，即使对被纳人市场准入制度的食品容器、包装产品也未能做到严格地“许可”后续监管。
2．4包装材料的标准和检测方法亟待健全完善
由于各种因素的影响，我国对食品包装材料的管理相对滞后，部分食品容器、包装材料及加工助剂的标龄较长，检测项目相对较少，严重制约了行业的健康发展。许多成分和新产品缺乏相应的标准和检测方法，导致包装材料中的有害成分得不到有效控制。在复合包装材料生产中，广泛使用的油墨和胶粘剂，目前还没有卫生标准和全国统一的产品标准【6】。随着一些新型的食品包装材料的层出不穷，亟待标准的制定、修订和更新，并完善新材料的安全性评价程序和评价机制。
三、对策
3．1制定和完善法规
通过有关法规的制定和对广大食品生产者和消费者的教育和引导，使人们充分认识到绿色包装可以改善人类的生存环境，确保绿色包装行业的健康、持续发展。
3．2加强对新型材料的研究
大力推广现代包装新技术取代传统包装工艺是确保获取绿色包装的有效方法。例如，采用电子分色、电子雕刻取代落后照相凹版制作工艺，避免了因腐蚀液排放而危害环境卫生。在食品包装工艺上大力推广使用公害小、污染小的“绿色”印刷材料，有着重要的现实意义。3．3积极引进、吸收国外成熟技术
对绿色食品进行适度包装，积极推广“无包装”、“减包装”及局部包装。美国颁布了《包装和包装废弃物限制法》，日本颁布了《商品礼盒包装适当化纲要》，还有一些国家明确规定了包装费用应控制在商品价格的15％以内【7】。尽量使用同一材料，减少材料种类。尽量使用同一材料进行设计，不是限制包装设计的多样性，而主要是出于方便回收的考虑。采用可拆卸化、易压缩、折叠的设计。在设计包装物的结构时，应考虑可拆卸、易压缩、易折叠，使之更便于运输和回收。建立先进的回收系统，从而做到节约能源与资源。3．4加强设计识别
绿色包装与绿色食品密不可分，绿色包装在对绿色食品的包装过程中不仅是对材料、功能的要求，同时对包装外观的识别也有明确规定。环保部门对绿色包装的外观要求必须是“五位一体”：绿色食品、绿色食品字样、编码、防伪激光标签和认证单位。消费者在购买绿色食品时依据其外包装上的上述5项标准即可确定所购商品是否为真正的绿色商品【8】。由于各方面的原因，对绿色食品生产企业的产品包装没有统一的要求，大部分绿色食品没有采用绿色包装，有些甚至使用有毒、有害物质做包装。绿色包装已成为我国商品进入国际市场的障碍，因此，在我国包装行业推广“绿色包装”，势在必行。
总结：
随着科技的不断发展，食品包装材料的研究与开发也越来越“以人为本”，想着健康环保的方向发展。随着国家政策的调整以及消费观念的改变，借鉴发达国家的经验，我国的相关制度越来越完善，广大消费者对食品包装材料安全性的认识也越来越深入。从长远的角度看，社会环境需要食品产业的高安全性，因此，作为食品生产最后环节的包装材料的安全也成为重中之重。我们应当清楚目前所面临的困境，同时也应该对未来充满期望和信心。
参考文献：
[1]《中华人民共和国食品安全法》
[2] 刘浩 赵笑虹.食品包装材料安全性分析.中国食物与营养，2009 [3] 黄大川．食品包装材料对食品安全的影响及预防措施探讨．食品工业科技，2007，4：188 [4] 梁燕君.注意食品包装材料的安全性.劳动保护杂志2002,(1):32 [5] 郭恒斌 曾庆祝 王雅卿.食品包装材料的安全性及其对策.现代食品科技，2006 [6] 章建浩主编食品包装大全.中国轻工业出版社，2000 [7] 唐志祥.包装材料与实用包装技术.化学工业出版社，1996 [8] 章建浩.食品包装学.中国农业出版社2002
第三篇：投资安全性分析
投资安全性分析
专业的统一运营管理，商户的品质、信心与能力是本项投资安全的基本保障
先招商后销售，确保年租金回报稳步增长
南国首义汇采用“先招商后销售”的投资模式，即在出售之前，所有商铺已经为投资者找到了租户，而且所有商户都是经过精心挑选，具有品质好、品牌优、承租能力强、经营规范的特点。投资者在商场正式开业两个月免租期过后即可收租。
南国首义汇所售商铺价格均以已签约的商户的平均租金水平为依据，在正确投资人一定收益的基础上，以收益率反推而来，即售价以现实租金为支撑，支透支租金增值预期及物业增长预期。投资人购买商铺后，交由运营公司统一运营管理，确保投资人前五年的年租金回报将实现稳步增长。
统一运营管理，确保本项目的定位实现及价值最大化
南国置业将组织专业的运营团队对本项目提供精细化的专业运营管理，5年统一运营管理将市场培育成熟，确保本项目LIFESTYLE定位的实现，并为本项目未来价值提升夯实牢固基础。
国内外优质品牌商家争相进驻，其巨额投入的信心与决心，是本项目投资安全的重要保障
南国首义汇自招商工作开展以来，获得如周大福、APPLE体验店、COSTA咖啡、横店影城等大批知名商家的追捧，现已有百家意向签约进驻，而且品牌商户们均希望签订长期租约。在招商环节，南国置业对商户品质进行了严格复筛选，对实现本项目定位的骨干品质商户签订了中长期租约。
品牌商户长久稳固的租约和上百万甚至近千万的投入，表达了品牌商户对首义汇未来的信心和扎根本项目的决心。这是首义汇商铺投资的重要保障。
南国首义汇所挑选的品牌商户，其自身均具有强大的抗风险能力、品牌号召力及经营竞争能力，这是本项目投资安全的另一保障
产权人权益
为了所有产权人的共同利益，确保市场之持久竞争力，本公司已委托武汉大本营商业管理有限公司对本商业项目实行统一管理，因此在投资购买本商业物业前，投资人须同意服从相关规定，在投资购买本公司商业物业成为产权人后须与大本营商业管理有限公司签定《产权商铺委托租赁管理合同书》，通过委托方式，将产权商铺交由大本营公司实施统一管理。产权人初始委托租赁管理期限确定为五年，初始委托租赁管理期届满时，大本营公司有权按《产权商铺委托租赁管理合同书》中约定的条件单方行使续约
权，每次续约最长期限为五年，可持续约三次。
在统一管理的框架下，商铺产权人，将充分享有下列权益，以确保自身利益。
1、完全产权
项目公开发售部分是完全产权的出让，投资者对购买商铺的专有部分享有所有权，可办理完整的产权证书，在受让者服从市场统一管理及“买卖不破租赁”之法律原则的前提下，可以依法自由转让、赠与、遗赠、抵押、出租或其他方式处置其所持物业。
2、市场管理的知情权
每个，商业管理公司须通过合适方式，向投资者通报本项目经营管理的相关情况，内容将涉及招商情况、业态分布、租金状况、营销推广等，并确保其真实性，业主有权对商业管理公司的管理行为进行监督，对违规的行为可以投诉或制止，对市场管理也可提出合理化建议。
3、收益权
在物业发售之前，本公司已委托武汉大本营商业管理有限公司负责项目的统一招商、招租及统一运营管理。因此投资者在购买本物业时，须与大本营公司签定相关合同，在本营商业管理有限公司每年以“基础租金+增值佣金”形式回报产权人(基础租金是业主委托管理公司对外招租的底限租金；增值租金是管理公司尽谨慎、勤勉、专业之责任，有效实施市场统一招商、推广、经营管理后实现的实际租金超过该基本租金的上涨租金)。具体方式如下： 1关于基础租金部分 ○
租赁期内，管理公司每年向业主支付的年租金为业主购买商铺总价款（指业主向开发商购买该商铺时，实际支付的该商铺的总价款，下同）的4.5%。如须缴纳房产税及营业税等，自业主自行承担。
2关于增值租金部分: ○
第一个委托租赁管理期内（第一个5年），管理公司对外出（转）租商
1款执行外，商铺总价款7%以铺，年租金收益高于商铺总价款7%，除按第○
内的租金收益归业主享有（含7%）,超出商铺总价款7%的租金收益的70%归业主享有，即（年租金收益-商铺总价款*7%）*70%归业主享有，30%归管理公司享有。税费各自承担。
1第二个委托租赁管理周期内（第二个五年），年租金收益高于商铺总价款7.5%，除按每○
款执行外，商铺总价款7.5%以内的租金收益归业主享有(含7.5%)，超出商铺款7.5%的租金收益的70%归业主享有，30%归属公司享有。税费各自承担。
1款第三个委托租赁管理期内（第三个五年），年租金收益高于商铺总价款8.5%，除按第○
执行外，商铺总价款8.5%以内的租金收益归业主享有(含8.5%)，超出商铺款
8.5%的租金收益的70%归业主享有，30%归属公司享有。税费各自承担。
第四个委托租赁管理期内（第四个五年），年租金收益高于商铺总价款
1款执行外，商铺总价款10%以内的租金收益归业主享有(含10%，除按第○
10%)，超出商铺款10%的租金收益的70%归业主享有，30%归属公司享有。税费各自承担。
注:商铺的起租日期确定方法：
本次出售的商铺为期房，投资者在购买商铺并付清所购商铺之全部购房款，同时与大本营公司办理商铺交接书面手续后，在市场正式开业2个月后
开始起租。从起租日开始，投资者完全享有合同约定睥委托租金收益；开业至起租日前，因存在两个月的免租期，所以投资人不能取得租金收益。
4、监督权
管理公司对外（转）租商铺，业主有权到管理公司查询。每一，由律师事
务所对管理公司对外出租物业及履行与业主相关合同之情况进行审查并出具法律意见书；由会计事务所对管理公司租金及其他收入之收支情况等进行审计并出具审计报告，保障投资人的知情权及其他合法权益不受侵害。
关于发售说明
1、南国·首义汇商铺按单位出售，本次发售首层、两层及三层少许
单位，面积约为33000m2.单铺面积20m2起。
2、关于投资人购买的程序说明：
1本次发售分内部发售和公开发售两个阶段。○内部发售对象包
括：本次所发售物业承担者，开发商/投资商及其员工，关联业务单位的员工。
2承担商户拥有其承租物业的第一位优先购买权 ○
3其他内部发售对象在承租商户之后购买 ○
4公开发售时，投资人按现场公示的选铺原则确定购买顺序。○
3、销售价格：具体商铺销售价格将在销售现场予以公示。
4、本次发售由湖北天明律师事务所周华律师、宋小川律师提供全程
法律指导，并可为投资者签约提供律师见证和代办公证服务。与本次公开发售有关的政府批文、权利证书以及相关合同等资料，投资人可到开发商处或湖北天明律师事务所查询（律师联系电话：027-85355630）。
第四篇：铁路罐车丈量及计算
铁路罐车丈量及计算 2009-07-20 22:22
（一）计量操纵前预备工作
1.计量操纵前，应对所用计量用具认真检查，计量用具要核准检定证书器号，确认完好无误后方可使用；
2.受检容器上，丈量油高或丈量空距用的计量口或其它口都应有适当的参照标记，并指明在检尺期间量油尺应保持的位置，参照标记应选择在尺铊不受任何阻碍就能接触到检尺板或容器底板的位置处；当容器设有多个计量口时，每个计量口都应有一个编号或清楚的标记，在计算容器容积表的计量口丈量油高或丈量空距；容器的计量口必须直接通到容器内液体中，常压容器假如使用计量管，必须有改善丈量正确度的槽孔；
3.所有计量用具符合以下要求：
1）量油尺应符合GB l3236-91《石油量油尺和钢围尺技术条件》的要求；
2）检水尺应符合GB／T 13894-92《石油和液体石油产品液位丈量法》的要求； 3）温度计应符合GB／T 8927-88《石油和液体石油产品温度丈量法》的要求； 4）密度计应符合SH／T 0316-1998《石油密度计技术条件》的要求；
5）丁字尺（ZYC-800）专用汽车罐车空距尺，刻度全长800mm，最小分度值1mm，采用铜棒或透明管吸进式两种类型；
4.示油膏要求在15～20℃的120#溶剂汽油中，变色时间不超过10s，停留10s与停留20s的示值变化不超过0.5mm；示水膏浸进15～20℃水中变化时间不超过5s，停留5s与停留20s的示值变化不超过0.5mm，停留20s无脱落现象； 5.计量前稳油时间
1）当浮顶油罐浮顶有移动时，应等到罐内油品和浮顶稳定下来之后，再进行丈量；
2）浮顶在未起浮状态和没有完全起浮或是低于漂浮的正常液面时，不应进行丈量；
3）当容器内油品输转之后，在液面波动停止之前或油品表面有泡沫时，必须等到液面平稳或泡沫消失后方可丈量；
4）液面稳定时间，通常轻质油不少于15min；重质油不少于30min；
5）只有在进油终止，液面已趋向稳定或泡沫消失时量油，才能得到正确的结果。向容器内进油结束后，油面趋向稳定或泡沫大体消失的时间为： 立式油罐：轻质油不少于30min；重质油不少于3h；
罐车、卧式油罐、油轮（油驳）：轻质油不少于15min；重质油不少于30min。
（二）丈量顺序与丈量部位
1.油品的丈量顺序应从保持油和水面平稳，缩短计量时间考虑确定。轻质油品：丈量油水总高、水高、油温、采样测密度；重质油品：丈量水高、油水总高、油温、采样测密度； 2.丈量部位
1）立式油罐、卧式油罐、油轮（油驳）在计量口下尺槽或标记线处；
2）铁路罐车在人孔盖绞链的对面处，若此部位因罐内结构有妨碍时，则在人孔的中心处作为检尺位置；
3）汽车罐车在帽口加封处或固定的检尺标记处。
（三）实际油高的丈量
1.丈量时，左手握住尺柄，右手拇指和食指轻轻固定下尺位置，在指定投尺口投尺；
2.下尺时，尺铊不应前后摆动，并在其重力下引尺带下伸。尺铊接触油面时应缓慢，以免引起油面大的波动。估计尺铊将近罐底时，应放慢速度。当尺铊轻轻地触及罐底之前，应有一个液面扰动的平息时间，用左手拇指压紧尺架的尺带，慢慢降低手腕高度，手感尺铊触及罐底或基准点后，迅速提尺读数；
3.对于丈量粘性油品，应保持尺铊与容器底板接触3～5s，以使得量油尺四周的油品表面达到正确的水平位置再提尺读数，避免读数偏低；
4.读数时，应先读小数，后读大数，尺带不应平放或倒放，以免液面上升； 5.油高应丈量两次，两次丈量值相差大于1mm时，应重新丈量，直到两次连续丈量值相差不大于1mm为止。记录丈量值，取第一次丈量值做为油高；
6.对于丈量挥发性油品，若读数困难时，可以在量油尺的液面读数四周涂上示油膏，但一定不能使用粉笔或其他多孔性材料。
（四）空间高度的丈量
1.丈量时，应在指定计量口参照点处降落尺铊，下尺方法同实际油高的丈量； 2.当尺铊在刚刚进进液体中，使尺铊在这个位置保持到液面停止扰动，待液面平稳后继续缓慢地降落，直到量油尺上的一个整数米或分米刻度正确地与参照点处在一条水平线上； 3.提出量油尺，记录被油浸湿的量油尺长度与参照点处在一条水平线上的量油尺刻度值。这两个量值之差就是空高值；
4.以同样的方法丈量，直到两次连续丈量的读数相差不大于2mm为止。假如第二次丈量值与第一次丈量值相差不大于lmm时，取第一次丈量值作为油高；假如第二次丈量值与第一次丈量值相差大于lmm时，取两个丈量值的均匀值作为油高； 5.空高值转换成相当的油高值，即从容器底检尺点到参照点的高度减往量油尺在参照点处的读数加上量油尺的浸油高度；
6.汽车罐车容积表按检定规程要求是以空距计算其容积，使用时可用丁字尺直接测出空高值，在对应的容积表中直接查出实在际容积；
7.汽车罐车丈量前，先在丁字尺的适当部位涂上示油膏，将丁字尺伸进计量口，轻轻地将横尺的两端放在指定的丈量部位上，横尺与帽口接触，立即提尺读数。使用罐车专用丁字尺，应正确地把握尺上的小阀门开关。汽车罐车高度应测两次，两次读数不超过2mm。取其大数，超过应重测。
（五）水高的丈量
1.外贸交接和用外浮顶油罐作国内交接，每次均应量水。其它罐国内交接，收油前后均应量水。发油和盘点计量三至四天应丈量一次水高；
2.丈量前，将加在量油尺尺带上的检水尺刻线上均匀涂抹一层很薄的示水膏； 3.投尺时，将检水尺和量油尺尺带靠近参照点，紧贴计量口壁降落到容器中，直到检水尺轻轻地接触罐底或基准点。量油尺的尺带必须拉紧，以保证检水尺垂直； 4.检水尺在这个位置上要维持足够长的时间，以便于水改变示水膏的颜色。一般情况下，轻质油品3～5S；重质油品10～30S。提出检水尺，观察水高示值，并做好记录。读数时，检水尺不应平放或颠倒；
5.一般情况下，水高只要求丈量一次。假如第一次浸液检水尺不能得到清楚的水层读数时，必须除往已起过作用的示水膏，擦干检水尺，待水面稳定后做第二次丈量；
6.假如要丈量的水高超过300mm时，应使用量油尺尺铊代替检水尺，将示水膏涂沫到量油尺尺带上，丈量方法同检水尺。
（六）油温的丈量
1.丈量油品高度后，应立即进行温度丈量。温度丈量应距罐壁至少300mm，以避免受到外部冷热影响； 2.测温位置
1）油高3m以下，在油高中部测一点；
2）油高3～5m，在油品上液面下lm、油品下液面上1m处共测两点。取算术均匀值作为油品的温度；
3）油高5m以上，在油品上液面下lm，油品中部和油品下液面上lm处，共测三点。取算术均匀值作为油品的温度。假如其中有一点温度与均匀温度相差大于l℃，则必须在上部和中部丈量点之间加测一点及中部和下部丈量点之间加测一点，最后以这五点的算术均匀值作为油品的温度；
4）输油管线插孔以45度角迎流插到至少为管线内径三分之一处； 3.丈量数目
1）立、卧式油罐、铁路罐车、汽车罐车应逐罐逐车测温；
2）油轮（油驳）内装单一油品时，要丈量半数以上舱的温度。假如内装不止一种油品时，要按每单一品种测温。如单一品种1～2舱，每个舱都要测温；3～6 舱，最少测2舱温度；7或7舱以上，应最少测半数以上舱。假如各舱温度与所测舱均匀温度相差在1℃以上时，应对每个舱作温度丈量； 4.特殊情况的测温要求
1）对加热的油罐车，要使油品完全成液体后再切断蒸汽，在温度平衡2h后进行温度丈量。如提前测温，必须测上、中、下三点温度（油高四分之三、二分之一及四分之一处三点的温度），取其均匀值；
2）对有蒸汽加热管的油罐，要在蒸汽切断1h后，才能进行温度丈量。如需提前测温或在不能切断蒸汽的情况下测温，应按油高均匀分布丈量五点以上温度，取其均匀值；
3）对刚停止加热的立式园筒形罐，如需马上测温而顶上又有两个罐口，一个在中心，一个靠壁，必须在两个罐口丈量上、中、下三点温度，取其均匀值。如在一个罐口测温，必须按油高均匀分布丈量五点以上温度，取其均匀值； 5.测温的方法
1）将装有温度计的保温盒放进容器油层指定测温位置，上下拉动几次，达到规定浸没时间后提出读数；
2）读取温度示值时视线应与温度计棒体垂直并与水银柱顶端相切，保温盒不得倾斜，以防油品溢出；
3）读数时应先读小数，后读大数，读至0.1℃；
4）为减少丈量时间，储油容器应放置固定温度计和保温盒； 6.温度计的浸没时间
1）石脑油、汽油、煤油、柴油以及40℃运动粘度小于和即是20mm2／s的油品不应少于5min；
2）润滑油以及40℃运动粘度大于20mm2／s而100℃运动粘度低于36mm2／s的油品不应少于15min；
3）重质润滑油、汽缸油、齿轮油及100℃运动粘度即是和大于36mm2／s的油品不应少于30min。
（七）油品的取样
1.油品温度丈量后，开始取样； 2.取样部位
1）立式油罐在油品顶液面下其深度的六分之一、二分之一、六分之五三个部位各取一份点样组合试样；
2）卧式油罐按附表三指明的液面上采取点样。如需组合样时，按表三组合样比例核算；
3）油罐车在其罐内油品深度二分之一处取样； 4）油轮（油驳）取样同固定式油罐；
表三 卧式油罐的取样 液体密度
（直径的百分数）取样液面
（罐底上方直径的百分数）组合样
3.取样数目
1）立式油罐应逐罐取样；
2）卧式油罐、油罐车、油轮（油驳）油舱艳服同品种油品的容器数为2～8个取2个样；9～15个取3个样；16～25个取5个样；26～50个取8个样；51～90个取13个样。对于艳服有同品种油品整列铁路罐车取样时，首车必须取样； 4.取样方法
1）将清洁的采样器用纯棉绳拴好口盖和取样器，盖好口盖后在指定投进口（一般为量油口）放进油层；
2）当取样器到达指定取样部位后，拉动口盖绳索，打开口盖，待液面气泡停止时提出取样器，将油样倒进洁净的油样瓶中；
3）取样顺序应按上、中、下部位进行，以避免扰动下部液面；
4）管线取样分为流量比例样和时间比例样两种，推荐使用流量比例样。取样应在适宜的管线取样器中进行，取样前，要用被取样的产品冲洗样品管线和装有阀的连件。流量取样按表四规定执行，时间取样按表五规定执行。表四 流量取样
输 油 数 量，m3 取 样 规 定 不超过1000 超过1000-10000 超过10000 在输油开始1）和结束时2）各1次 在输油开始时1次，以后每隔1000m31次 在输油开始时1次，以后每隔2000m31次 1）输油开始时，指罐内油品流到取样口时； 2）输油结束时，指停止输油前10min。
表五 时间取样
输 油 时 间，h 取 样 规 定 不超过1 超过1-2 超过2-24 超过24 在输油开始1）和结束时2）各1次
在输油开始时1次，中间和结束时各1次 在输油开始时1次，以后每隔1h1次 在输油开始时1次，以后每隔2h1次 1）输油开始时，指罐内油品流到取样口时； 2）输油结束时，指停止输油前10min。
5.试样确定
1）对上、中、下三部取样后，按等比例掺合获代表样；
2）罐内油品混合不均匀时，应在多于三个液面上采取一系列点样，按总点样数目比例掺合成代表样；
3）管线取样亦按上述方法确定代表样；
4）如掺合方法会损害样品的完整性，就单独分析每个样品，并计算每个样品所代表油品的比例。
（八）密度的测定 1.用具选择
1）石油密度计应符合SH／T 0316-1998技术条件。为石油计量密度测定时，应使用最小分度值为0.5kg／m3（0.0005g／m3）的SY-05型密度计，必要时使用最小分度值为0.2kg／m3（0.0002g／cm3）的SY-02型密度计； 2）石油温度计应使用最小分度值为0.2℃的全浸水银温度计；
3）量筒应用清楚透明玻璃或塑料制成。其内径应至少比所用石油密度计的外径大25mm。量筒高度应能使石油密度计漂浮在试样中其底部间隔筒底至少25mm； 2.丈量步骤
1）将混合后的代表样小心地沿着量筒壁倒进量筒中，防止溅泼和避免天生气泡，发生气泡时应用清洁的滤纸除往；
2）将温度计插进试样中，小心地搅拌试样，温度计保持全浸，同时将选好的清洁、干燥的石油密度计轻轻放在试样中；
3）当石油密度计静止并离开量筒壁自由漂浮时，读取试样的弯月面下缘与密度计刻度相切的点即为密度数值。读数时，视线要与试样弯月面下缘成一水平面，读至 0.0001g／cm3，同时读取温度计数值，读至0.1℃。以同样的方法连续测定两次，若第二次温度与第一次温度之差超过0.5℃则重新读取温度计和密度计数值，直至温度变化稳定在0.5℃以内；两次视密度值相差不大于0.0005g／cm3； 4）测定密度时，测定温度要尽量接近油罐中储存油的实际温度，应在实际温度的±3℃范围内测定。
（九）丈量结果的器差修正
1.丈量和测定后的结果需经器差修正后，方可作为计算的依据。实际值＝丈量值＋修正值；
2.量具的器差修正可近似地按邻近点的修正值修正，当视值正好在两个邻近点中部时，取上、下两点的均匀值；
3.密度值修约到最近的0.0001g／cm3；
4.油温修约时，对容积大于250m3的容器、油轮油驳修约到最近的0.1℃，容积小于250m3可不修正温度计器差；
5.油高修约时，容积大于250m3的容器和油轮油舱修约到最近的lmm，其中油轮油舱中的油高应先按纵倾、横倾修正表修正，再修正油高误差到最近的lmm，小于250m3的容器可不作油高修正。
（十）数据处理 1.净油体积确定 1）立式油罐
a.根据油水总高，查立式油罐容积表求出油水总体积； b.根据水高，查立式油罐容积表或底量表求出水体积； c.净油体积＝油水总体积－水体积；
d.储油容积1000m3以上的油罐按修约到分米的油水总高，自静压力容量修正表上查出容积增大值。其净油体积＝油水总体积＋容积增大值×标准密度－水体积；
e.浮顶罐容积换算同立式罐。
2）卧式油罐用比例插值法求出油水总体积和水体积，净油体积换算同立式罐； 3）铁路罐车根据车体表号查容积表，根据查出的基数和对应系数直接计算出油水总体积和水体积，净油体积计算方法同卧式罐。对于超过装载范围的需用比例插值法计算油水总体积；
铁路罐车油容积计算公式：Vt＝Vj＋Kb 其中：Vt--油品容积；
Vj--基础容积，即油高对应的容积； K--油高对应的容积系数； b--罐车表号的后2位数。
4）汽车罐车容积表是按空高编制的容积表，在容积表中相应空高对应的容积即为油水总体积；
5）油轮（油驳）是按空高编制的容积表，查表时应用空高，实际高度＝总高－空高；
2.油品重量计算
石油产品重量计算可选择下列公式： m＝V20×（p20－1.1）(1)V20＝Vt×VCF20 m＝Vt×Dt(2)
式中m--油品在空气中的质量
V20--标准温度下油品的体积（m3）p20--标准密度（kg／m3）VCF20--体积修正系数
Vt--任意计量温度下油品体积（m3）
Dt--任意计量温度下油品计重密度（kg／m3）1.1--空气浮力修正值单位为kg／m3（1）式为按GB／T 1885-1998计算公式，用于计量精度要求较高及处理计量交接纠纷时使用。
（2）式为石油产品计量速算表计算公式，用于一般日常工作。
第五篇：列车碰撞安全性分析
列车碰撞安全性研究发展与应用
吴雪峰
（中南大学 交通运输工程学院，长沙，410075）
摘要：论文详细地介绍了国内外列车碰撞研究的必要性和基本理论，较系统的阐述了国内外列车碰撞研究的发展状况，最后概述了碰撞研究中的一些设计方法以及在实际中吸能元件的简单应用。
关键词：碰撞研究；基本理论；发展状况；设计方法；应用
The Development and Application of Train Crash Safety Research
WU Xue Feng（School of Traffic and Transportation Engineering, Central South University, Changsha 410075）
Abstract:The paper describes the need of domestic and international train collisions research and the basic theory in detail.And systematicly elaborate the development of the train collision studies at home and abroad.Finally,The article overview some of the design on collisions and the simple application of energy absorption components in practice.Keywords:
1、引言
在交通运输业中对车辆的运行安全一直是公众关注的焦点,尤其对行驶中的客运车辆发生意外碰撞、断轴或倾覆脱轨等重大事故一旦发生,如果不能在瞬间将巨大的动能耗散,必将车毁人亡,造成严重的人身伤亡和重大的财产损失。同汽车碰撞事故相比，虽然列车发生碰撞的概率要小于汽车发生碰撞的概率，然而一旦发生意外事故，同样会带来严重后果。例如：2001年8月3日，美国芝加哥市发生高架铁路2辆轻轨列车追尾事故，141人受伤。2005年1月17日，曼谷2列地铁列车在市区国家文化中心车站相撞，列车上约有700名乘客，造成约200人受伤。2005 年3月10日，在阿根廷首都布宜诺斯艾利斯，由于1列火车司机违章，未按信号指示行车，造成2列城市列车追尾相撞，131名乘客受伤等[1-2]。
据文献[3-5]介绍,英国在1972年—1981年10年间,铁路运输发生重大事故达83次,死亡人数共计68人;在1980年—1989年10年间,造成死亡人数增至165人,增幅达140%。我国多年来列车正面冲突、尾追重大意外事故也时有发生,90年代沪宁线旅客列车正面冲突造成80多名旅客罹难, 京广线客车尾追重大事故造成数10人伤亡,08年4.28事件等。这一系列惨痛事件迫使人们去寻找所谓的第二安全措施(相对于行车信号而言),即车辆自身结构防碰撞性能的研究。因此,近十多年来防撞车辆的设计研究便应运而生, 许多国家在铁路机车车辆、城市轨道车辆(地铁、轻轨车辆)的结构设计中, 提高客室的耐撞性,在车体的特定部位设置碰撞能量吸收装置和防爬装置,以期达到发生意外碰撞时能吸收大部分碰撞动能和防爬车目的, 从而最大限度地减少人员的伤亡。英国铁路(BR)与欧洲铁路研究组织(ORE)在防撞车的研究中,进行了大量的基础性试验研究和现车的碰撞试验,所获得的成果可直接用于防撞车的结构设计。
车辆的安全性分为主动安全性和被动安全性。前者是指预防事故发生的安全措施；后者是指发生事故时对乘员进行保护的安全措施，如提高车辆结构的耐撞击性和采用各种安全约束保护系统等。处于对乘客安全的关心与重视，近年来，对车辆被动安全性的评估已成为一个重要的研究课题。
2、国内外研究概况
碰撞安全问题作为现代车辆设计中以人为本思想的重要组成部分而成为近年来国际国内车辆设计研究的一个热点。尽管轨道列车系统中采用了大量的主动安全性措施，但是仍然不能完全消除造成乘客严重伤害的列车碰撞事故。
为使事故造成的损失最小，人们逐步认识到，在设计车辆时充分考虑车辆耐碰撞性能的重要性。英国是较早进行耐冲击车体研究的国家，20世纪90 年代，在英国铁路管理委员会内成立了专门从事列车碰撞问题的研究机构。对铁道车辆结构耐碰撞性和吸能元件，如GRP 圆管进行较深入的理论分析、计算机仿真和试验研究。设计出如图1所示带司机室的防碰撞车辆的前端结构[1]。
当发生碰撞时在乘客区域发生变形前，通过压缩车钩缓冲器以及GRP 能量吸收管和前端底架的有序塑性变形吸收掉1 MJ 能量。法国国营铁路从1998 年开始进行列车耐碰撞性能研究。利用大型有限元软件对两起发生在平交道口的列车碰撞事故进行了仿真再现分析，一起事故是内燃动车与1 辆油罐车相撞，另一起是1 列新型的耐撞击的电动车与1 辆载重30t的大卡车相撞。仿真结果表明，欧洲标准EN12663中的第二部分关于铁道车辆被动安全性评价中的15t重的方型障碍物不能很好地代表与铁道车辆相碰撞的路面车辆。为此，法国在设计TGV双层高速列车的动力车和尾部拖车时，对其结构的耐撞击性能进行了大量的理论研究和试验验证。
因此，近年来，对于如何在更高碰撞速度的情况下，提高列车的被动安全性越来越被重视。车体结构不能发生永久变形的既有概念则应变为基于可控制能量吸收过程的设计理念。欧洲正在讨论制定“碰撞安全性设计”的新标准，旨在定义适合于车体结构的能量吸收装置，它涵盖从有轨电车到高速列车所有类型的轨道客车。
总体而言，车辆的碰撞安全技术可分为主动防护技术和被动防护技术两类。主动防护技术研究为防止碰撞所采取的各项防范措施。被动防护技术则通过车辆耐撞性能的设计，使车辆在事故发生的瞬间通过吸能装置将巨大的撞击动能耗散，从而达到最大可能的保护乘员生命安全的目的。就机车车辆本身而言,研制耐冲击吸能车体对减轻客运列车碰撞事故造成的损失, 有重要的实用价值。为了抵御冲击,按“为乘员提供安全空间和有效缓和撞击”的思路,重新分配车体各部分刚度,设计出具有合适吸能结构的耐冲击车体, 即列车的动车及客车车体结构均按前、中、后三种纵向刚度设置，前后两部分为弱刚度结构, 中间部分为强刚度结构。这样一旦发生列车碰撞事故, 车体两端的弱刚度部分将产生塑性大变形吸收冲击动能(简称吸能结构), 而车体中间的强刚度部分仅产生弹性变形(简称弹变结构)，最终达到保护乘客、司机与机器设备安全的目的。这种车体结构设计方法, 不仅在较大碰撞速度下能对乘员起到保护作用, 还将提高中国机车车辆的车体结构设计水平。
3、能量吸收装置的元件
能量吸收装置的基本原理是利用其元件材料的塑性变形能来耗散所遭受的冲击动能,对一般材料可忽略其强化性能, 当作理想刚塑性体。在外载荷达到某一定值时,理想刚塑性体可在外载荷不变的情况下发生塑性流动,即无限制的塑性大变形,这时称元件或结构处于极限状态,所受的载荷称为元件或结构的极限承载能力,或称极限载荷, 与之相对应的速度场称为塑性损伤机构,或塑性流动(可动)机构。元件或结构若有几个塑性流动机构, 则对应地可求得几个不同的极限载荷值, 在极限状态下应选取其最小值作为该元件或结构的极限载荷值, 即极限载荷是唯一确定的。从能量吸收装置的元件变形情况看, 不宜采用单独拉伸或扭转变形, 因为理想刚塑性材料载荷一旦达到材料的屈服极限,则变形要无限增大,直到断裂,很难控制。另外实际材料存在拉伸颈缩变形失稳现象,行程一般较短, 难以满足要求。为了满足设计要求,性能稳定可靠,能量吸收装置大多采用受弯曲变形或压缩变形的元件。
4、研究及实际应用
列车通常由动车与拖车组成的多个车组用车钩装置予以连接而成，车组的动车与拖车之间采用刚度较大的铰连接，因而整个车组实际上相当于一辆车。当列车与前面的障碍物相碰撞时，头车组首先处于撞击状态，其他的车组经过车钩缓冲装置的相位差以后才进入撞击状态。由于相位差的存在，在计算碰撞动能时，可以把列车中各车组视为独立的运动物体，其他车组的质量是不断地补充到撞击车辆的质量中去的。
图2为一个典型的碰撞过程压缩力与压缩变形行程关系曲线，它反映了采用现代碰撞安全性系统原理设计的车辆在列车端部发生碰撞时的情况。对于在非专用线路上运行的列车或者与其它类型的列车混合运行的情况，车体结构的碰撞安全性设计可能还应考虑其它的碰撞假设条件，例如：与其它类型列车的碰撞，在平交道口与卡车或小汽车碰撞等。
地铁车辆碰撞安全性设计通常采用车钩中配置的能量吸收元件以及车辆端部配置的碰撞变形能量吸收区来实现，主要为底架结构中的变形元件，专门用来吸收超过车钩系统能量吸收限度的碰撞能量，一旦发生事故，以降低乘客受到伤害的风险。为了保证碰撞过程中产生的塑性变形局限于预先设定的专门的碰撞变形能量吸收区内，客室区域车体结构的承载能力必须明显高于车辆端部。具有恰当高度的防爬器要正好布置在碰撞变形能量吸收区的前方，防止严重车辆碰撞时发生爬升情况而挤压到客室区域。碰撞变形能量吸收元件的设计通常采用筒形结构(正方形、长方形、六边形、多单元组合断面等)单元。在纵向冲击力的作用下，这些吸能元件能够发生逐步渐进式的塑性屈曲变形，其特性曲线呈现振荡波形，但在碰撞冲击变形的很长距离内冲击力水平基本保持一致，如图2所示。
吸能元件初始长度的70%～75% 可以作为能量吸收用途使用，它与吸能元件的断面形状有关。通常采用的触发机构形式包括：局部弱化处理、锥形结构等，目的是把碰撞初始过程的冲击力峰值降低到合理的水平，并明确定义结构屈服发生的起始位置。车辆端部的设计理念主要通过以下两种方法来实现：①车辆端部碰撞变形能量吸收区与车体结构完全集成在一起。②由吸能元件构成的碰撞变形能量吸收区与防爬器板状结构集成在一起组成一个模块化部件，然后通过螺栓等机械联结组装到底架结构前端。
车辆端部碰撞安全性设计的主要挑战之一来自必须同时满足多个、并且经常是相互矛盾的要求，因为集成的碰撞变形能量吸收区不仅要承受碰撞冲击时的载荷，还要传递静态载荷。例如：作用在防爬器上的纵向及垂向载荷、作用在端墙结构上的局部载荷、车钩载荷、架车引起的载荷等。静强度设计通常导致非常刚性的车体端部结构，但是碰撞安全性设计要求具有一个可以变形的区域，并能够恰当地控制能量吸收的过程及碰撞冲击力的水平。碰撞变形能量吸收区本身的设计与评估已经非常复杂，但是为了兼顾静强度及碰撞安全性两个方面的要求，通常车辆端部的结构设计需要反复进行，而最终的设计结果通常是兼顾两个方面的折衷方案。
参考文献：
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