鋁合金地鐵車體靜強度和模態分析

聶雙雙 張寅河

摘 要：以某城軌鋁合金地鐵為研究對象，根據鋁合金地鐵車體結構特點，簡化該車體幾何模型，建立相應的有限元模型。基于車體靜強度計算標準，確定9種車體結構靜強度的計算工況，在這些計算工況作用下，計算車體結構的靜強度。計算在最大垂直載荷作用下車體結構剛度，以及車體結構模態與整備狀態下車體結構模態。計算結果表明該鋁合金地鐵車體結構的剛度、靜強度和模態均滿足車體結構設計要求。

關鍵詞：鋁合金車體；有限元；靜強度；模態

中圖分類號：TB 文獻標識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.18.084

0 引言

隨著城市的快速發展，地鐵作為各大城市的重要交通工具之一，研發水平在不斷地提高，在車體新材料和新工藝方面的研究也越來越多。鋁合金材料以密度小、密封性好和易于擠壓成型等優點，越來越廣泛地應用于鋁合金地鐵車體。為確保車輛在工作狀態下安全可靠，車體結構必須要有足夠的剛度和強度，滿足相關的技術標準。目前車體結構的強度計算分析主要采用有限元法，為其結構改進和優化提供依據。

1 車體結構與有限元模型

本文以某城軌鋁合金地鐵中間車為研究對象，車體采用全長的大型中空鋁合金擠壓型材組焊成筒型整體承載結構，主體結構由底架、車頂、側墻和端墻焊接而成。底架采用無中梁結構，主要有牽引梁、枕梁、邊梁、橫梁和地板組成。車頂由5塊3種擠壓模塊用縱向焊縫拼焊、空調安裝平臺和受電弓安裝平臺等組成。……