随着我国客运列车运行速度的不断提高和载客量的不断增大,车体结构的耐碰撞性能受到了广泛的关注,而在车体结构设计时采用合适的碰撞能量管理(CEM)策略是改善车体结构耐碰撞性能的主要措施。因此,为了进一步改进轨道车辆车体耐碰撞性能,本文基于美国AAR S-034和APTA SS-C标准要求,采用非线性有限元法,研究了某市域列车的CEM策略,提出了一种吸能过程有序可控的CEM系统,并对车体结构变形控制方法以及在AAR和EN15227标准规定碰撞场景下列车碰撞力变化与能量吸收情况进行了研究。建立合理、准确的列车FE模型是轨道列车碰撞性能分析的基础,本文用LS-DYNA的点焊功能来模拟牵引装置与车体枕梁之间的连接螺栓、悬挂系统采用预压力的方法,为了模拟轮对的旋转运动,在轮对与轴箱之间建立转动副,并给轮对施加了转动角速度;在附加吸能装置建模时,研究了卸载控制方法对加—卸载过程的影响;为了提高列车碰撞建模效率,对部分重复性建模工作采用了高效的程序化前处理方法。基于AAR标准规定的轨道车辆碰撞能量管理设计,重点分析了轨道车辆CEM原则、要求和实现手段或途径,提出了一种“蜂窝铝芯—薄壁管”组合式分级吸能组件,通过对比分析不同锥度的薄壁管对压溃吸能和变形过程的影响,获得铝芯和薄壁管的较佳组合形式;利用组合式分级吸能组件分别对某市域列车司机室结构和中间车车体端部结构进行了CEM系统设计,通过准静态压溃和整车撞击刚性墙工况,对比安装CEM系统前后司机室结构和中间车端部结构的变形吸能情况,研究表明司机室结构和中间车端部结构采用合理的CEM系统设计,能够显著提高车辆的耐碰撞性能。车体碰撞变形形态是轨道车辆碰撞安全性设计的重要内容,基于“伪塑性铰”原理和AAR标准CEM设计的要求,提出了对中间车端部的顶盖、底架等主要结构的变形控制方法,对底架、顶盖和整车进行了纵向压缩变形形态研究,并参考英国ECE R66标准研究了车体的横向翻滚碰撞变形形态。根据AAR标准规定的列车碰撞场景,并结合欧洲EN 15227标准确定相应碰撞场景下的边界条件,分别研究了某8编组市域列车与同类同编组的静止列车对撞、与单节静止货车对撞时列车界面处的纵向力变化和界面能量分配情况,为新型市域列车车体结构提供CEM设计的理论依据。