鋁合金地鐵車體靜、動力學及疲勞分析.pdf

1、隨著軌道交通事業(yè)的迅速發(fā)展和人們生活水平的提高，地鐵將成為緩減城市交通壓力的主要手段。目前，通過建立車輛部件模塊化通用產(chǎn)品平臺，可實現(xiàn)技術性能和制造技術的完美結合，并降低車輛制造和維護成本。然而，國內對地鐵車輛模塊化技術的研究還處于探索階段，自身開發(fā)能力相對薄弱，對模塊化大型中空型材鋁合金車體在各種載荷下的強度、剛度、疲勞和模態(tài)分析鮮見報道，其結構有待于分析、改進和優(yōu)化。本文采用國際上先進的模塊化鋁合金地鐵車體結構，通過動力學建模，計算

2、分析車體在各種載荷下的應力分布情況，并采用數(shù)值方法研究車體部件的疲勞強度。 本文主要研究內容及結論如下： （1）將在SOLIDWORKS中建立的鋁合金車體CAD模型轉換到ANSYS中，對其結構進行簡化與重構，提取中面，劃分網(wǎng)格并處理零件間的接觸面，建立車體各模塊的有限元模型。 （2）研究了車體結構中的螺栓連接、鉚接和焊接等連接方式。對于車體各大模塊間的整體焊接，采用剛性連接來模擬；對于車頭與車身、緩沖梁與底架、枕

3、梁與底架的連接，采用單層板形式來模擬。由此建立一個能夠準確模擬車體結構動力學性能且計算規(guī)?？刂圃诳山邮芊秶鷥鹊囊詺卧獮橹鞯匿X合金車體整車有限元模型。 （3）基于車體的有限元模型，計算了車體自由模態(tài)和車體在8種載荷工況下的應力分布，分析了車體的強度和剛度。各階模態(tài)表明車身與車頭連接處剛度相對較差；靜力分析顯示車身與車頭連接處局部應力較大，其值大于0.8倍的材料許用應力，但仍在許用應力范圍之內。 （4）針對車體連接重要部件