铰接式动车组车体结构设计

为满足欧洲市场的需求，结合铰接式转向架的安装需求，全新研发了一种满足欧盟铁路互联互通技术规范（TSI）要求的铰接式动车组车体结构。通过优化力流传递路径，采用两级缓冲结构等措施降低了底架局部结构的应力集中，提高了底架承载能力。通过优化底架边梁型材断面，抗侧滚装置、抗蛇形装置通过螺栓直接与底架边梁连接，将以往项目由过渡安装座的焊缝承载优化为底架边梁母材承载，提高了连接可靠性。对车体进行了29个工况静强度计算，所有工况的计算应力均小于许用应力，在超载AW3工况下对车体施加1 500 kN纵向压缩载荷，最大应力出现在门洞下门角，计算应力为147.4 MPa，小于铝合金许用应力215 MPa。根据标准DVS 1608，对车体母材和所有焊缝进行了8种疲劳工况的评估，计算结果显示材料利用度均小于1，其中母材材料利用度最大为0.7，发生在侧墙上窗角，焊缝材料利用度最大为0.86，发生在端墙门槛与端墙立柱连接的焊缝处。对车体进行了16个工况静强度试验，所有测点的应力值均小于许用应力，且安全系数不小于1.24，留有较大的安全裕量。计算结果和试验结果说明该车体结构强度和疲劳性能满足设计要求，且有较大的安全裕...     

新型磁浮列车车体底架结构优化设计

介绍了新型磁浮列车车体底架结构，并对车体底架结构进行了优化设计。仿真结果表明，优化后的车体底架结构满足相关标准和设计规范的要求。文章建议在车体底架结构设计时，受力件尽量选择强度比较大的EN AW-5083-H321板材，焊缝尽量避开受力区域，合理布置工艺孔和减重孔，零部件可以选用型材或铸件以减少焊缝数量。     

基于拓扑优化的有轨电车车体设计技术研究

以有轨电车车体结构为对象,参照EN 12663标准中的主要载荷工况,采用有限元方法对车体底架结构进行拓扑优化。在拓扑优化概念模型的基础上,考虑焊接、加工等工艺因素,完成方案设计,并对方案模型进行有限元验证,方案模型结构强度满足EN 12663中规定的主要载荷要求。     

20 t轴重米轨集装箱平车车体设计

介绍出口20 t轴重米轨集装箱平车的设计要求、总体结构和主要技术参数，重点阐述车体组成部件底架、集装箱锁闭装置的设计。对车体垂向弯曲刚度、车体静强度和锁闭装置的静强度计算结果表明：在额定载荷及超过额定载荷50%工况下，车体下挠均不大于10 mm，在车体预上挠10 mm～14 mm的工艺设计条件下，车体未出现下挠，挠跨比小于1/700；在额定载荷与纵向力合成工况下，车体最大应力点出现在装载2只20 ft集装箱在重车顶车工况下的侧梁下翼面处，应力为254 MPa，小于材料许用应力；在超过额定载荷50%工况下，车体最大应力小于材料屈服应力，车体未发生永久变形和裂纹。在不同载荷作用下锁闭装置产生的应力，均小于材料许用应力。整车的限界通过试验、车体强度试验结果均符合要求。     

双层动车组车体结构灵敏度研究

车体结构灵敏度为车体结构修改提供依据,是现代车体结构设计过程中的重要内容之一。本文以某双层动车组车体为研究对象,建立车体有限元模型,计算车体模态、应力及变形。以车体底架、侧墙、顶板、端墙等不同部位板厚度参数为设计变量,用半分析灵敏度方法,以车体模态频率、静载荷作用下的应力和变形为设计响应,计算响应对各设计变量的灵敏度。计算结果表明,车体前3阶模态频率随底架、侧墙、车顶结构厚度的增加而增大,随端墙、牵枕缓部位板件厚度的增加而减小;车体底架变形对下底板、车顶、侧墙各板板件厚度灵敏度较大,为负值;关键位置应力灵敏度多为负值。通过灵敏度计算分析,揭示影响车体性能的主要因素,明确提高车体模态频率、减小变形及应力的措施。通过灵敏度分析对车体结构进行修改,在提高低阶模态频率并保证变形和应力满足要求的前提下,使车体质量减少410kg。     

出口埃及不锈钢客车车体

文章介绍了出口埃及不锈钢客车车体结构执行标准、总体方案、主要参数和车体断面设计原则;阐述了车顶、侧墙、底架和端墙的结构特点。对车体进行了静强度计算和模态分析,结果显示车体各部位计算应力值均低于所用材料的许用应力,最大垂向载荷下车体垂向变形小于两转向架支撑点间距值的1‰,整备车体一阶垂向弯曲自振频率与转向架自振频率比值符合标准要求。对首辆车进行了静强度试验,试验结果表明车体强度符合UIC 566标准。     

基于ASME RT-2—2014《重型轨道交通车辆结构设计的安全标准》的地铁车辆底架结构设计

底架结构是城市轨道交通车辆车体结构设计中最重要且难度最大的部位。基于纽约资质审查项目(NYCT),从端底架吸能结构、底架边梁、底架中梁及整体结构等方面阐述了基于ASME RT-2—2014《重型轨道交通车辆结构设计的安全标准》的地铁车辆底架结构的设计方案和设计重点。阐述了所应用的碳钢及不锈钢材料的机械性能及焊接标准,对底架钢结构进行了静强度、吸能计算及相关试验验证。结果表明,底架的强度、刚度和吸能值均满足车辆设计要求。     

100%低地板有轨电车车体设计

100%低地板有轨电车车体作为整车的重要组成部分,设计技术尤为重要。首先阐述了100%低地板有轨电车车体底架、侧墙、端墙、车顶组成等结构设计及优化方案,然后按照EN 12663标准要求,利用有限元法对车体强度、刚度进行仿真计算,并进行车体静强度试验验证,结果表明车体结构应力均小于材料许用应力,满足使用需要。     

底架边梁及上弦梁结构刚度对车体结构模态的影响

以25G型硬座车钢结构车体为例,在HyperMesh中利用CQUAD4、CTRIA3等单元建立该车体有限元模型,通过改变底架边梁及上弦梁单位质量的惯性矩来控制车体单位质量刚度的变化。计算结果表明:对于底架边梁,车体一阶垂弯和一阶横弯频率随着底架边梁垂向结构刚度的增加线性递增,初期斜率较高,后期斜率较低;车体一阶垂弯和一阶横弯频率则随底架边梁横向刚度增加全程以二次多项式形式递增。对于上弦梁,车体一阶垂弯频率随着其结构刚度的增加基本不变,而一阶横弯频率则呈二次多项式关系逐渐增加。利用上述模态变化规律,可辅助开展车体固有振动特性研究,有助于针对具体优化部位进行形状和厚度等参数选择,以避开外部激励引起的共振,提升车体钢结构整体模态性能。     

符合TSI要求的货运电力机车车体设计

针对互联互通技术规范(Technical Specification for Interoperability, TSI)对货运电力机车的要求,采用整体承载的轻量化车体结构设计,优化车体底架和各部件结构,采用有限元软件进行车体强度和被动安全性仿真分析,并对车体静强度进行了试验验证。该货运电力机车车体结构及其附件通过了TSI认证,并且已于2019运行至今保持安全运营。     

"天梭"号交流传动电力机车车体

从“天梭”号高速电力机车车体的设计要求出发，阐述了车体结构，重点介绍了机车外形、司机室、底架、侧墙、顶盖装置以及其他部件结构，分析了车体强度。试验表明，车体的静强度和模态满足设计要求。     

铁路客车车体结构振动模态提升研究

文章以某型铁路客车钢结构车体为例,建立了详细的车体结构有限元力学模型,研究了车体侧墙纵向梁结构、底架边梁结构、侧墙上弦梁结构,以及底架裙板结构对车体结构主要振动模态指标的影响;在此基础上,分析了侧墙立柱和车顶弯梁组成的圈梁结构对车体结构振动模态的影响。研究结果表明:提高车体底架边梁和侧墙上弦梁的刚度,如抗弯截面模量,可以在一定程度上提升主要振动模态指标;底架裙板对车体主要振动模态有较大影响;侧墙纵向梁以及圈梁方案对车体主要振动模态指标的影响有限。     

六轴9600kW货运电力机车车体研究

提出了适应120 km/h速度等级六轴9600kW货运机车要求的车体底架与司机室结构型式;研究了在实际运用中车体的振动、冲击情况,确定了车体强度设计的基本载荷;建立车体有限元模型,对车体进行静强度、疲劳强度、冲击强度等强度分析;根据材料的机械性能、耐低温性能、疲劳裂纹扩展性能、加工性能、焊接性能等因素,选择了车体使用的材料;提出了9600 kW货运机车车体型式试验与例行试验的方法。     

基于EN 12663:2010的接触网检修作业车底架结构强度有限元优化分析及寿命评估

通过对比分析EN 12663:2010《轨道交通—铁道车辆车体结构要求》和TB/T 1335—1996《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》,选择更适合接触网检修作业车底架工况的EN 12663:2010进行评价。利用有限元分析软件ANSYS对底架进行静强度分析和疲劳分析,计算出底架各工况下的应力分布,对底架结构强度不足的部分进行优化设计,预测结构使用寿命,并与静强度试验结果进行对比验证,认为底架强度满足使用要求。     

HXD2型交流传动电力机车车体

从对HXD2型交流传动重载货运电力机车车体的设计要求出发,阐述了车体结构,重点介绍了司机室、底架、侧墙、顶盖装置以及其他部件结构,分析了车体静强度、疲劳强度以及动力模态.试验表明,车体的强度和模态满足设计要求.     

"中华之星"动力车车体

从对“中华之星”动力车车体的设计要求出发,阐述了车体结构,重点介绍了车头形状、司机室、底架、顶盖结构,分析了车体强度,指出了车体的结构特点。试制试验表明,动力车车体静强度和动疲劳强度满足设计要求;司机室噪声在高速时超标。     

底架模式对运煤专用敞车车体结构强度和刚度的影响

以载重100t运煤专用敞车车体为研究对象,对比分析了底架结构分别为平底、双浴盆和单浴盆模式时对车体结构强度和刚度的影响。分析结果表明:纵向载荷作用下,平底、双浴盆结构车体的中梁与枕梁连接处和单浴盆结构车体的斜向梁与边梁连接处的应力较高,浴盆结构有利于降低由地板压力和侧墙压力引起的立柱根部弯曲应力。3种结构的车体中梁挠度相当,单浴盆结构车体的纵向刚度最小,扭转刚度最大。     

地铁车辆车下设备谱系化安装结构研究

提出了地铁车辆车下设备的安装设计原则和注意事项。分析了地铁车辆不同车体材质的车下设备谱系化安装方式,并针对底架边梁和主横梁托装设备的结构进行了强度仿真计算。通过仿真计算验证了设计结构的合理性和可靠性。     

安卡拉地铁车辆不锈钢车体的研制

文章简要介绍安卡拉地铁不锈钢车体的主要结构特点,针对不利的限界条件,对车顶、侧墙进行结构优化,对底架进行加强设计,最终获得的车体结构满足技术规格书要求。     

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。