气动载荷影响下的高速列车车体疲劳强度评估方法.pdf

第 卷 第 期 交 通 运 输 工 程 学 报 １４ ６ Ｖｏｌ．１４ Ｎｏ．６ 　 　 年 月 ２０１４ １２ ＪｏｕｒｎａｌｏｆＴｒａｆｆｉｃａｎｄＴｒａｎｓｏｒｔａｔｉｏｎＥｎｉｎｅｅｒｉｎ Ｄｅｃ．２０１４ ｐ ｇ ｇ 文章编号： （ ） １６７１１６３７２０１４０６００４４０７ 气动载荷影响下的高速列车车体疲劳强度评估方法 １ １ ２ ２ ２ ３ 卢耀辉 ，冯 振 ，陈天利 ，曾 京 ，邬平波 ， ＰＡＮＪ 　 　 （ 西南交通大学 机械工程学院，四川 成都 ； 西南交通大学 牵引动力国家重点实验室， １． ６１００３１ ２． 　 四川 成都 ； 密歇根大学 机械工程系，密歇根 安娜堡 ） ６１００３１ ３． ４８１０９ 　 　 摘 要：对比了国内外高速列车车体设计标准中气动载荷的设计要求，分析了明线会车侧墙压力 　 波，采用时间积分法，将车体瞬态压强转化为侧墙气动载荷，参照标准 — 确定 ＢＳＥＮ１２６６３１ ２０１０ 了包括气动载荷的车体疲劳载荷工况，以某型动车组头车为研究对象，建立了车体有限元模型，基 于车体Ｇｏｏｄｍａｎ疲劳强度曲线编写了车体疲劳强度后处理程序，研究了车体疲劳特性。计算结果 表明：在不考虑气动载荷时计算的较大应力幅值出现在底架上，而在考虑气动载荷时计算的车体较 大应力幅值出现在侧墙门角和窗角上，最大应力幅值为３３．６３ＭＰａ，疲劳强度安全系数为２．２６，相 对于侧墙，底架的应力幅值较小，小于 １０．００ＭＰａ，疲劳强度安全系数大于 １０．００。在垂向载荷作 用下，侧墙最大当量应力为６８．１７ＭＰａ，叠加气动载荷后侧墙最大当量应力为８５．３１ＭＰａ，应力增 大了２５．１４％，因此，气动载荷对侧墙影响较大，容易导致侧墙发生疲劳失效。可见，在高速列车车 体设计时，应将气动载荷与其他疲劳载荷相组合对车体疲劳强度进行评定。 关键词：高速列车；车体；疲劳强度；气动载荷； 曲线；有限元分析 Ｇｏｏｄｍａｎ 中图分类号： 文献标志码： Ｕ２７０．１２ Ａ 　　　 犈狏犪犾狌犪狋犻狅狀犿犲狋犺狅犱狅犳犳犪狋犻狌犲狊狋狉犲狀狋犺犳狅狉犮犪狉犫狅犱 狅犳犺犻犺狊犲犲犱 犵 犵 狔 犵 狆 狋狉犪犻狀狌狀犱犲狉犻狀犳犾狌犲狀犮犲狅犳犪犲狉狅犱狀犪犿犻犮犾狅犪犱狊 狔