B型地铁车体强度评估技术研究 摘要：针对B型地铁车体结构强度问题，以某地铁车辆为载体，采用有限元方法，参考技术规范和EN 12663标准，考虑车体压缩载荷、垂向载荷、抬车载荷等主要载荷工况，分析车体结构刚度、静强度和疲劳强度等关键性能指标，评估车体结构的刚度和强度性能，为B型地铁车体结构设计提供理论依据和技术支撑关键词：B型地铁；刚度；静强度；疲劳强度1、引言随着城市化进程的加快,城市人口密度迅速增长, 城市出行交通压力巨大，B型地铁因舒适、环保、便捷而成为各大中型城市公共交通体系的重要组成部分本论文以某B型地铁车辆为例，采用有限元方法，参照技术规范和EN 12663标准，对车体结构刚度、静强度和疲劳强度进行分析，评估车体结构的安全性，为车体结构设计提供理论依据2、有限元模型车体结构采用中空铝型材结构焊接而成，主要包括底架、侧墙、车顶、端墙和司机室结构利用HyperMesh软件进行模型前处理，采用板壳单元进行模型简化，车体有限元模型单元总数为 596549，节点总数为 703839有限元模型如图2-1所示图 2-1 车体结构有限元模型3、计算工况参照车辆设计规范和EN 12663标准，确定计算工况，主要静强度计算工况如表3-1所示。
车体疲劳强度工况为纵向±0.15g，横向±0.15g和垂向（1±0.15g）表3-1 车体静强度计算工况工况工况描述工况工况描述LC01整车整备与最大超员载荷合成LC05端墙上边梁位置150kN压缩工况LC02800kN压缩与最大超员载荷合成LC06端墙窗下沿位置300kN压缩工况LC03640kN拉伸与最大超员载荷合成LC07三点支撑工况LC04最大运营载荷工况（1.3AW3)LC08转向架连接处5g纵向冲击工况4、计算结果分析4.1、车体刚度整车整备与最大超员载荷工况下，底架边梁型材下面最大垂向位移为10.7mm，如图4-1所示，小于车辆定距12600mm的1‰(12.60mm)，车体刚度满足设计要求图 4-1 车体结构变形图4.2、静强度在表3-1载荷工况下，车体结构的高应力区域主要分布在牵枕缓结构、门角和窗角等部位，最大应力180MPa，小于6005A-T6材料的屈服强度215MPa，结构强度满足标准要求图 4-1 静强度工况应力云图4.3、疲劳强度参照DVS1608标准，根据焊接接头形式和载荷方向确定不同接头的疲劳强度许用值将疲劳计算应力进行坐标变换至接头局部坐标系，计算焊缝接头的利用率。
经过计算,车体结构的最大材料利用率为0.72，疲劳强度满足标准要求5、结论通过对某B型地铁车辆进行计算分析和评估可知，车体结构边梁最大变形量为10.7mm，满足刚度要求静强度工况下的最大应力为180MPa，小于材料屈服强度215MPa疲劳强度工况下的最大材料利用率为0.72，小于利用率1，车体结构刚度、静强度和疲劳强度性能满足标准要求参 考 文 献[1]EN 12663-2015.轨道车辆车体结构要求[S].[2]DVS 1608-2011.轨道车辆铝合金焊接结构设计及强度评估[S].1 -全文完-。