本实用新型涉及轨道车辆技术领域，特别是涉及一种分级式吸能结构及轨道车辆。
背景技术：
轨道交通作为一种快速、大容量、覆盖面广、运输成本低、舒适便捷的现代化交通工具，给人们的生活带来便利的同时，也因其引起的交通事故给人类的生命和财产带来极大的威胁和伤害。
着手研制轨道车辆吸能元件可以减少列车事故损害，利用吸能部件吸收撞击过程中能量保证旅客生命财产安全，目前，亟需研制一种吸能效果好的吸能结构。
技术实现要素：
(一)要解决的技术问题
本实用新型的目的是提供一种逐步降低冲击动能、变形可控的分级式吸能结构，以最大限度地保护乘员的安全。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种分级式吸能结构，其包括前端横梁、后端横梁、中间横梁、中间纵梁和边梁；
所述前端横梁和后端横梁平行设置，所述前端横梁的两端分别通过所述边梁与所述后端横梁的两端连接，所述中间纵梁的两端与所述前端横梁的内侧以及后端横梁的内侧垂直连接，所述中间横梁平行设于所述前端横梁和后端横梁之间且与所述中间纵梁连接，所述中间纵梁的两侧间隔设有多个与其平行设置的吸能管，所述吸能管的两端分别与所述后端横梁以及中间横梁连接；所述中间纵梁与所述边梁组成一级吸能结构，所述吸能管形成二级吸能结构，所述吸能管与中间横梁的连接处填充有吸能蜂窝结构，形成三级吸能结构。
其中，所述吸能管采用薄壁金属方管。
其中，还包括连接横梁，所述连接横梁平行设于所述后端横梁与所述中间横梁之间，所述连接横梁的两端分别与所述边梁的内侧连接。
其中，所述吸能管与所述连接横梁连接，所述吸能管与所述连接横梁的连接处也填充有吸能蜂窝结构。
其中，所述前端横梁的长度短于所述后端横梁的长度，所述前端横梁与所述后端横梁以及两侧的所述边梁连接形成等腰梯形框架结构。
其中，所述中间纵梁包括两根，两根所述中间纵梁关于所述等腰梯形框架结构的中心轴线对称设置。
其中，所述中间横梁的两端与对应的所述边梁之间留有间隙，所述前端横梁的内侧与所述吸能管相对的位置处一一对应设有止挡端头，所述中间横梁的前端与所述止挡端头之间留有缓冲间隙。
其中，所述边梁与所述前端横梁的连接处以及所述中间纵梁与所述前端横梁的连接处均设有诱导变形槽。
其中，所述吸能蜂窝结构为铝蜂窝结构。
本实用新型还提供一种轨道车辆，其包括上述所述的分级式吸能结构。
(三)有益效果
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
本实用新型提供的一种分级式吸能结构及轨道车辆，其中，分级式吸能结构包括前端横梁、后端横梁、中间横梁、中间纵梁和边梁；所述前端横梁和后端横梁平行设置，所述前端横梁的两端分别通过所述边梁与所述后端横梁的两端连接，所述中间纵梁的两端与所述前端横梁的内侧以及后端横梁的内侧垂直连接，所述中间横梁平行设于所述前端横梁和后端横梁之间且与所述中间纵梁连接，所述中间纵梁的两侧间隔设有多个与其平行设置的吸能管，所述吸能管的两端分别与所述后端横梁以及中间横梁连接；所述中间纵梁与所述边梁的塑性压缩变形形成一级吸能结构，所述吸能管采用薄壁管形成二级吸能结构，所述吸能管与中间横梁的连接处填充有吸能蜂窝结构，形成三级吸能结构；可以通过改变各级薄壁管的厚度和蜂窝结构的强度改变各级结构的总体强度，采用分级逐步压缩的方式，从而逐步降低冲击动能。结构强度不断增强，使冲击动能较大时结构强度偏弱，随后逐步增强，最大限度地保护乘员的安全性。
附图说明
图1为本实用新型实施例一种分级式吸能结构的整体结构示意图；
图中：1：前端横梁；2：后端横梁；3：中间横梁；4：中间纵梁；5：边梁；6：连接横梁；7：吸能管；8：吸能蜂窝结构；9：止挡端头；10：诱导变形槽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。
如图1所示，为本实用新型实施例提供的一种分级式吸能结构，其包括前端横梁1、后端横梁2、中间横梁3、中间纵梁4和边梁5；
所述前端横梁1和后端横梁2平行设置，所述前端横梁1的两端分别通过所述边梁5与所述后端横梁2的两端连接，后端横梁2的两端向外延伸有一段，所述中间纵梁4的两端与所述前端横梁1的内侧以及后端横梁2的内侧垂直连接，所述中间横梁3平行设于所述前端横梁1和后端横梁2之间且与所述中间纵梁4连接，中间横梁3的两端与对应的所述边梁5之间留有间隙，所述中间纵梁4的两侧间隔设有多个与其平行设置的吸能管7，本实用新型的实施例中，中间纵梁4的两侧分别等间距设有两根吸能管7，所述吸能管7的两端分别与所述后端横梁2以及中间横梁3连接；所述中间纵梁4与所述边梁5组成一级吸能结构，主要依靠边梁5和中间纵梁4的塑性压缩变形，所述吸能管7形成二级吸能结构，吸能管7采用薄壁金属方管，用于二级吸能，所述吸能管7与中间横梁3的连接处填充有吸能蜂窝结构8，形成三级吸能结构。可以通过改变各级薄壁管的厚度和蜂窝结构的强度改变各级结构的总体强度，采用分级逐步压缩的方式，从而逐步降低冲击动能。使冲击动能较大时结构强度偏弱，随后逐步增强，最大限度地保护乘员的安全性。
为了增强后端横梁2处的强度，本实用新型还包括靠近后端横梁2设置的连接横梁6，所述连接横梁6平行设于所述后端横梁2与所述中间横梁3之间，所述连接横梁6的两端分别与所述边梁5的内侧连接。
具体地，所述吸能管7与所述连接横梁6连接，所述吸能管7与所述连接横梁6的连接处也填充有吸能蜂窝结构8，具体为铝蜂窝结构。
为了保证力级均匀，所述前端横梁1的长度短于所述后端横梁2的长度，所述前端横梁1与所述后端横梁2以及两侧的所述边梁5连接形成等腰梯形框架结构，中间纵梁4、边梁5、前端横梁1和后端横梁2承担整体结构的支撑作用。前端横梁1先受力，起引导作用。
其中，所述中间纵梁4包括两根，两根所述中间纵梁4关于所述等腰梯形框架结构的中心轴线对称设置。
为了增强稳定性，所述前端横梁1的内侧与所述吸能管7相对的位置处一一对应设有止挡端头9，所述中间横梁3的前端与所述止挡端头9之间留有缓冲间隙。
其中，所述边梁5与所述前端横梁1的连接处以及所述中间纵梁4与所述前端横梁1的连接处均设有诱导变形槽10。由于结构采用分级吸能的方式，发生碰撞后结构的初始强度较小，且预设初始诱导变形槽10，不会产生太大的初始峰值，同时不会影响结构的总体吸能量。
本实用新型还提供一种轨道车辆，其包括上述所述的分级式吸能结构，所述分级式吸能结构设于所述轨道车辆司机室底部，以及每节车厢底部的至少一端。通过采用分级式吸能结构，形成分级逐步压缩的方式，从而逐步降低冲击动能，最大限度地保护乘员的安全性。
由以上实施例可以看出，本实用新型采用分级吸能的方式，达到结构总体强度较大，但发生碰撞后结构的初始强度较小，且预设诱导变形槽，不会产生太大的初始峰值，同时不会影响结构的总体吸能量的实现方式，吸能效果好。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。