CRH3动车组铝合金车体强度设计技术研究

以CRH3动车组铝合金车体结构为研究对象,对其进行了力学承载特性分析,依据EN 12663标准和 《200km/h及以上速度级铁道车辆强度设计及试验鉴定暂行规定》,对车体强度和刚度进行了有限元计算分析,并结合静强度试验结果对车体承载特性进行了验证,为系统掌握高速动车组铝合金车体设计技术提供了理论依据.     

动车组车体菱形模态优化方案研究

随着动车组速度的提升,模态对车体的影响越来越显著。对某型号动车组车体进行结构优化并进行整车模态分析,提升整备状态下动车组车体一阶整体模态频率。提升目标为高于10 Hz,以减少动车组车体在服役环境下发生异常抖动问题的频次。研究表明,车体客室设置内端墙在车体轻量化设计和模态提升两方面均有明显优势,最终推荐的内端墙优化方案可以使整备车体一阶整体模态频率高于10 Hz。     

基于参数优化的动车组铝合金车体轻量化设计

采用参数优化的方法，对某型动车组的铝合金车体进行轻量化设计，先通过结构优化提升车体的一阶垂弯模态频率和一阶菱形模态频率，再通过合理分配型材的蒙皮厚度、优化型材内部筋板的形式及调整型材宽度等参数优化手段，降低车体质量，满足优化目标的要求。     

基于复合材料应用和结构优化的车体轻量化关键技术

车体轻量化设计是实现高速动车组高水平轻量化的必然选择。通过对高速动车组车体质量占比、车体组成结构质量占比情况进行分析，明确了车体轻量化设计的必要性。对比6000系与7000系铝合金车体牵引梁的结构性能发现，7000系铝合金牵引梁在结构安全系数提升的情况下，牵引梁壁厚减少2.0～4.0 mm，质量减轻约7.5%。对比复合材料与传统金属材料的性能差异，系统介绍复合材料在高速动车组的应用情况、“积木式”试验验证及无损检测方法等，并阐述了复合材料面临的结构强度和适应性问题。以某型动车组车体为例进行结构优化设计，在满足车体结构静强度、疲劳强度、模态等性能要求的前提下，车体结构质量由10.35 t降至8.88 t，质量减轻约14.2%；并采用新技术实现车窗、座椅、电器柜、空调系统等车上设备设施的轻量化。     

高速动车组铝合金车体设计

根据高速动车组铝合金车体设计概念的要求,利用头车的空气动力学外形,以动车组动态包络线为约束条件,进行车体断面设计和整车三维设计.铝合金车体焊接结构的设计符合EN 15085焊接标准,按照标准要求选择车体母材、焊接材料和设计车体的焊接接头形式.通过对头车车体静强度计算和试验数据分析,验证头车试验车体的强度符合欧洲标准EN 12663,能够满足产品的安全可靠性需求.     

时速350 km双层动车组相关技术参数对车体模态的影响

以某时速350 km、16辆编组的双层动车组为研究对象,考虑车辆平衡对车辆布局进行优化,并对动车组除车体外的其他部件进行轻量化设计。建立车体有限元计算模型,采用控制变量法分析车体相关部位参数变化对车体模态的影响,优化车体结构,确定车辆整备状态下的模态频率。结果表明,通过合理的列车布局方案及编组形式,相比于16辆长编组单层动车组,双层动车组的定员可提高31.8%;通过对动车组其他部件质量进行有效控制,质量降低2.4 t;车辆整备状态下菱形模态振动频率可达10.318 Hz。     

出口加纳动车组动车车体强度有限元分析及结构优化

以出口加纳动车组车体为对象,参考TB/T 1335-1996<铁道车辆强度设计及试验鉴定规范>制定了<加纳动车组车体结构强度规范>,采用有限元法计算了动车车体强度和刚度并进行了模态分析,根据计算结果对动车车体进行了结构优化,保证了动车最大轴重满足设计要求.     

轨道交通行业应用铝合金材料知识库的研究

铝合金作为制造轻量化车体的最重要的结构材料正在得到广泛的应用,几乎占据了200 km/h以上速度动车组的全部份额.在工业发达国家,轨道交通的用铝量占总消费的15%左右.筒述了国内外铝合金车辆及用于制造铝合金车体的铝合金材料的发展情况,以及当前国内铝合金车体及所用铝合金材料技术发展所遇到的问题.分析了建立轨道交通行业铝合金材料知识库的必要性和可行性.及时建立铝合金材料的知识库,不仅为高速动车组和客车铝合金车体提供帮助,也有助于推动形成铝合金车体设计制造技术的知识产权.提出了铝合金材料知识库的主要内容和建立知识库的主要途径与方法.     

APM车辆车体结构设计

介绍了自主设计的APM车辆铝合金车体结构形式、主要特点和主要技术参数。通过有限元分析法对车体结构进行静强度、模态和疲劳分析,结果表明设计的该铝合金鼓形车体结构强度、刚度和疲劳性能完全满足相关标准和技术规格书的要求。     

高强度带中梁铝合金型材断面研究

介绍了一种高强度带中梁的铝合金型材断面。仿真计算结果表明,在保证设计结构和工艺装备基本不变的前提下,该铝合金型材断面能够提高动车组铝合金车体的压缩强度。研究数据和仿真试验结果为设计满足更高强度和刚度标准的铝合金车体提供了理论依据和技术支撑。     

B型地铁铝合金车体模态优化设计

文章利用HyperMesh软件建立了B型地铁铝合金车体有限元模型,并利用ANSYS软件对车体结构进行了模态计算,得到了4种方案下车体的前六阶固有频率及相应振型。根据计算结果提出了改进车体结构的建议。     

轨道不平顺激励下铝合金地铁车体振动分析

轻量化地铁车辆多为以型材铆焊成型的铝合金车体结构,必须具有良好的振动特性,以保证旅客的乘坐舒适性。轨道随机不平顺是引起车辆强迫振动的主要原因,有必要分析轨道不平顺激励下铝合金地铁车辆车体的振动响应,为车体优化设计提供理论参考。详细分析了铝合金A型地铁车辆车体结构特点,经过合理简化几何模型,建立了符合车体结构力学特性的白车身有限元模型。以德国高干扰线路作为激励源,运用多体系统动力学分析软件ADMAS/Rail建立了铝合金地铁动车系统动力学分析模型并计算获得车体在转向架支撑处的动载荷。将所求动载荷施加于车体相应位置,在ANSYS软件中进行车体谐响应分析,计算了车体在轨道不平顺激励下的振动响应。结果显示,车体振动最大峰值频率与车体一阶扭转和一阶弯曲模态频率基本一致。     

B2型地铁车辆铝合金车体模态分析

随着对地铁列车舒适性、平稳性要求的提高,有必要运用模态分析技术了解其结构动力特性,为车体结构的合理设计提供依据。B2型地铁车鼓形铝合金车体由大型中空挤压型材焊接而成。分三种工况采用有限元软件计算了车体在某一频域内各阶模态振型及其频率。结果表明,该车体满足动态设计要求,但应加强车顶与侧墙、侧墙与地板的连接强度,保证该部位焊接质量,以提高其疲劳寿命。     

时速100km带内藏门车辆车体结构设计

文章通过对铝合金车体关键部件设计,并对车体进行静强度、刚度和模态分析,探讨出一种满足时速100 km带内藏门城轨车辆要求的车体结构,为提供适应城郊大载客量快速轨道交通要求的城轨车辆做准备。     

地铁车辆玻璃钢头罩与铝合金车体粘接工艺

论述了地铁车辆玻璃钢头罩与铝合金车体粘接工艺方法,以及制造过程控制,对施工过程中的一些关键项点进行了详细的分析。实践证明,该套粘接工艺方法应用在地铁车辆玻璃钢头罩与铝合金车体粘接是合理的。     

"中华之星"动车组铝质拖车车体的设计

分析了高速列车车体结构轻量化的必要性及所采取的措施,对比了国外几种典型的车体铝合金结构,介绍了“中华之星”动车组铝质拖车的车体铝合金结构设计特点。     

搅拌摩擦焊工艺及其在地铁铝合金车体上的应用

简要介绍了搅拌摩擦焊工艺的原理、技术特点,对地铁铝合金车体常用材料采用搅拌摩擦焊工艺焊接的接头机械性能进行了研究,重点对10 mm6082-T6铝合金采用搅拌摩擦焊接头的拉伸性能和疲劳性能进行了研究,提出了搅拌摩擦焊工艺在地铁铝合金车体上的应用建议。     

地铁车辆铝合金车体的铆接工艺

简述了南京地铁一号线车辆铝合金车体的组成部件、车体六大部件的制作工艺和车体的组装铆接工艺,以及铝合金车体铆接的特点。     

高速列车铝合金车体中铆钉和螺栓联接结构的强度分析

铆钉和螺栓联接结构是铝合金车体中不同金属之间及铝合金之间联接的重要方式。通过铝合金车体强度计算实例,介绍了使用耦合和约束方程建立铆钉和螺栓联接结构有限元模型的方法,提出了铆钉和螺栓联接结构强度的验收标准,以及对铆钉和螺栓联接结构计算结果进行分析的方法。     

车体地板局部模态及谐响应分析

文章以某一研发项目的车体为研究对象,运用ANSYS软件对仿真分析模型进行模态分析,得到了车体局部固有频率及振型。在模态分析的基础上,对变压器安装的两种方案进行了谐响应分析,并得到了不同频率载荷作用下的结构响应。