250 km/h動車組頭車底架有限元分析與優(yōu)化設(shè)計

何曉蕾　劉晨輝　宋巍　宋明陽　霍鑫龍

摘要：底架作為動車組車體關(guān)鍵承載部件，其結(jié)構(gòu)設(shè)計的剛度及強度對整車的安全使用及性能有很大影響。采用ANSYS有限元方法，在整車分析的基礎(chǔ)上，對250 km/h動車組底架的結(jié)構(gòu)進行強度分析研究。對底架主要的典型載荷下應(yīng)力集中部位（牽引梁等）進行局部應(yīng)力分析并優(yōu)化，對250 km/h動車組頭車車體結(jié)構(gòu)進行了靜強度試驗。在各工況和載荷作用下，各應(yīng)力測點的應(yīng)力及合成應(yīng)力和位移測點的位移值均小于所用材料的彈性極限，底架結(jié)構(gòu)設(shè)計合理。

關(guān)鍵詞：動車組;底架;有限元分析;強度;結(jié)構(gòu)設(shè)計

中圖分類號：TG457.2文獻標(biāo)志碼：A文章編號：1001-2303（2020）04-0031-06

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2020.05.06

0 前言

隨著列車新車型的研制及速度的提高，車體雖為整體式承載，但底架在車體承載結(jié)構(gòu)中始終起著主導(dǎo)作用，車體底架仍是整個車體的承載基礎(chǔ)。250 km/h動車組底架設(shè)計為通長鋁合金中空型材焊接結(jié)構(gòu)，采用無中梁形式的邊梁承載，車下設(shè)備采用底架邊梁吊掛方式，便于整體吊裝設(shè)備。底架不僅承受整個車體、車內(nèi)及車下設(shè)備的質(zhì)量，同時還承擔(dān)著將車體傳來的牽引及制動力傳遞給車鉤，并承受車體運行中的各種復(fù)雜的動應(yīng)力，因此底架需具備足夠的強度和剛度。因而底架設(shè)計成為整個車體設(shè)計中的重點。

1 車體概述

車體作為列車的組成主體，既是乘坐載體，又是安裝和連接其他系統(tǒng)組成部分的基礎(chǔ)。車體由底架、車頂、側(cè)墻、司機室頭部結(jié)構(gòu)、端墻以及焊接附件等組成。……