车钩是列车最基本的连接部件，具有牵引和缓冲的作用；车钩部件中缓冲器与压溃管是其主要的吸能部件。发生低速碰撞时，车钩系统的缓冲压溃吸能特性对列车的安全性有着重要的影响。目前，国内外对于列车车钩系统的研究内容主要集中在车钩缓冲器的动态特性及其对列车振动冲击的响应方面，在车钩缓冲吸能特性对整列列车碰撞安全性影响方面的研究还比较少。本文运用有限元技术，对列车车钩系统碰撞过程进行研究，通过优化车钩系统的力学特性曲线，有效地提高列车的安全性能。文章在不改变车体结构的基础上，通过车钩的合理配置提高列车的安全性能，对列车的被动安全技术提出了新的研究方向。具体的研究内容如下：1、从理论上对涉及到的有限单元法理论进行了介绍，特别是对动力学有限元理论及隐式、显式算法进行了详细的阐述，同时对使用的LSDYNA软件及其前后处理和优化分析进行了简单的介绍。2、介绍了车钩系统的结构，在此基础上建立了列车车钩的简化模型，将简化车钩模型与刚体车体模型组成列车的有限元分析模型。对15km/h运动列车与制动列车进行碰撞仿真分析，评估列车的安全性。3、提取了冲击工况下车钩的力学特性曲线，建立等效弹簧模型，在同样工况下进行了碰撞仿真，将得到的车钩压溃量和车钩最大吸能数据与车钩公司数据进行比对，验证了模型的可靠性。4、选取各节车钩的最小压溃余量最大化作为列车安全性优化的目标，对列车车钩系统的力学特性进行优化。首先利用响应面方法对15km/h运动列车与制动列车碰撞的车钩压溃力进行优化分析，然后对15km/h运动列车与制动列车以及20km/h运动列车与静止列车碰撞仿真进行多工况多目标优化。最后调整有限元模型，以匹配车钩压溃力的优化结果，并进行碰撞仿真分析，验证了优化结果。本文通过对车钩系统结构的分析，建立了简化的列车碰撞仿真的有限元模型，提取碰撞工况下车钩的力学特性曲线，建立了等效的车钩模型。进行列车的碰撞仿真分析，将仿真结果与车钩公司数据进行比对，验证了模型的可靠性。在此基础上，优化了列车车钩系统的力学特性，并对优化结果进行了有限元仿真，验证了优化结果的可靠性，从而证明了这种优化方法的可行性。