随着我国铁路运营里程不断增加和运营时速不断提升,人们对铁路运行安全的关注度变得越来越高,列车的被动安全性能得到了前所未有的重视。在列车发生碰撞事故时,如何最大程度保护乘员生命安全以及保护车体主体结构不受破坏,已成为车辆设计研究的关键课题之一,针对以上问题,本文研究内容如下:根据EN15227标准要求建立适用于大变形碰撞分析的头车有限元模型和车钩模型,利用显式动力学软件LS-DYNA计算了头车与刚性墙碰撞和运动头车以36km/h速度撞击静止头车两种工况,根据仿真计算的结果,从头车车体变形、车内生存空间压缩量和轮对抬升量等方面评价了头车的耐撞性能,同时验证了车头碰撞有限元模型的正确性。基本吸能元件是列车防碰撞系统中的重要组成部分,本文在对大量基本吸能元件研究的基础上,基于仿生学原理提出了一种网状嵌套薄壁管结构,通过将薄壁管结构进行并联形成单组多胞吸能盒,将单组多胞吸能盒进行串联形成串联吸能盒,并使用LSDYNA软件对提出的吸能盒结构进行防碰撞性能分析,以比吸能、碰撞峰值载荷、平均压溃载荷为评价指标对吸能盒结构吸能性能进行评价,结果表明串联双胞吸能盒有较好的吸能性能。本文基于能量等效原则对半永久车钩进行了等效,基于质量等效原则对头车之后所有车辆进行了等效,建立了头车、等效车钩、等效车辆编组模型,基于等效编组模型开展了现有吸能元件和串联双胞吸能盒元件装车碰撞仿真分析,结果表明:串联双胞吸能盒装车碰撞在乘员生存空间、吸能结构吸能量、纵向减加速度、轮对抬升量等考核指标上均有良好表现。基于等效编组模型进行的碰撞仿真计算大大降低了碰撞有限元模型计算规模,提高了模型计算效率,同时为动车组列车碰撞计算模型简化方法提供了参考。