地铁头车车体刚度分析
某B型不锈钢地铁车体刚度、静强度及模态分析
某B型不锈钢地铁车体刚度、静强度及模态分析发布时间：2022-09-01T06:27:03.940Z 来源：《科学与技术》2022年8期（下）作者：史鸿枫初彦彬杜晓杰葛永才[导读] 为保证车辆行驶的安全性，对某B型不锈钢地铁车辆车体进行刚度、静强度及模态分析。
史鸿枫初彦彬杜晓杰葛永才中车大连机车车辆有限公司辽宁大连 116022摘要：为保证车辆行驶的安全性，对某B型不锈钢地铁车辆车体进行刚度、静强度及模态分析。
首先建立车体三维模型并进行网格划分，生成有限元模型。
根据EN126663《铁路应用：铁路车辆车体的结构要求》标准，确定计算工况，进一步地，基于Ansys软件计算得到车辆刚度和静强度的计算结果及车体在整备状态下的固有频率，结果表明该B型不锈钢地铁车辆车体的刚度、静强度及模态均满足设计要求。
关键字：不锈钢地铁；静强度分析；模态分析1.前言随着城市化率的不断提高，城市轨道交通的乘客数量与日俱增，因此车辆的行驶安全性成为最重要的研究课题。
B型不锈钢地铁车辆凭借优良的耐腐蚀性能与较低的维护运行成本，在天津地铁、沈阳地铁2号线等多个线路中得以应用。
为对B型不锈钢地铁车辆的安全性能进行研究，郭新等人进行了车体强度试验，结果表明车体的薄弱部位位于门角和窗角[1]。
程相文等人对车窗及门角等圆弧位置采用节点对应方式过渡，提高了网格质量与计算精确度[2]。
王玉峰等人将计算结果与实际测试结果进行对比，验证计算结果的有效性[3]。
为满足车体轻量化要求，对某B型不锈钢地铁车辆中间车车体进行了优化：将窗立柱结构的厚度减小0.20mm，整列车共减重151.72Kg。
本文根据EN 12663标准，对优化后的中间车车体刚度、静强度进行分析。
首先建立车体三维模型，并利用Hypermesh软件进行网格划分，之后基于Ansys软件的计算结果校核车体刚度与静强度。
为评估振型及自振频率，在车辆整备状态下，对整车进行模态分析。
2.车体三维建模及网格划分车体为薄壁筒形整体承载结构，由顶棚、侧墙、端墙及底架四部分组成。
轨道动力车车架结构强度与刚度分析
轨道动力车车架结构强度与刚度分析轨道动力车（也称轨道摆臂车）是一种用于铁路轨道维护和检修的专用车辆，具有高强度、大承载能力和良好的机动性能。
为了确保轨道动力车在作业过程中能够稳定可靠地运行，其车架结构的强度和刚度至关重要。
本文将对轨道动力车的车架结构强度和刚度进行分析。
一、车架结构介绍轨道动力车的车架结构通常由前后挂架和车身组成。
前后挂架由前后桥架、摆臂、液压缸、弹簧等组成，能够实现对车架的支撑和挂载功能。
车身包括车体、机械室、电器室、操纵室等，是车辆的主体部分。
车架结构的强度和刚度决定了车辆的安全性、稳定性和可靠性。
车架结构的强度是指在受到载荷作用时，车架不会发生破坏或变形的能力。
轨道动力车在作业过程中承受着来自铁轨、震动、重载等多种外力作用。
因此，车架结构必须具有足够的强度来承受这些载荷。
轨道动力车的车架一般采用焊接结构，由高强度钢材制成。
车架上的各个构件都需要进行强度计算，以确保其能够承受规定的载荷。
车架结构的强度分析通常包括静力分析和动力分析两个方面。
其中，静力分析重点在于求解各个构件的应力，而动力分析则关注车架在受到随机载荷或冲击载荷时的响应。
车架结构的强度设计应该基于最恶劣的工况来进行。
对于轨道动力车而言，最恶劣的工况通常是承载最大的荷载和经历最大的抗震振动。
因此，在车架结构设计过程中，需要考虑到载荷的大小、方向和应用点，以及地震参数等因素。
车架结构的刚度分析包括两个方面：静态刚度和动态刚度。
静态刚度描述了在静态条件下车架的变形程度，是指车架对静载荷的响应能力。
动态刚度描述了车架在运行时的变形程度，是指车架对动载荷的响应能力。
车架结构的刚度分析需要考虑到各个构件的刚度、刚度分布和组合方式等因素。
车架结构刚度的设计与强度的设计一样，应该基于最恶劣的工况进行。
在刚度设计过程中，需要考虑到各个因素的综合作用，如车架斜率、轴距、质量分布、减震器等因素。
四、结论1. 轨道动力车车架结构的焊接点、受力点等部位强度应该要满足各项使用、承载的力学要求。
轨道动力车车架结构强度与刚度分析
轨道动力车车架结构强度与刚度分析轨道动力车（DMU）是一种能够载客或者货物的列车，其具有独特的车辆结构，能够满足各种运输需求。
车架结构的强度与刚度对于轨道动力车的安全性和稳定性具有非常重要的影响。
本文将重点对轨道动力车车架结构的强度与刚度进行分析，以便更好地了解轨道动力车的性能特点。
我们将对轨道动力车车架结构的强度进行分析。
车架结构作为整个列车的支撑系统，需要具有足够的强度来承受列车在行驶过程中的各种力的作用。
一方面，在列车行驶中，车轮与轨道之间的摩擦力会对车架结构产生一定的扭矩和剪切力，而车架结构需要能够承受这些力的作用而不发生变形或损坏。
列车在行驶过程中可能会受到来自外部的冲击力，如道岔转换时的冲击力、风阻等，这些冲击力也会对车架结构的强度提出要求。
为了保证列车的安全性和稳定性，轨道动力车车架结构需要具有足够的强度来承受各种力的作用。
我们将对轨道动力车车架结构的刚度进行分析。
车架结构的刚度对于列车的运行性能有着重要的影响。
一方面，车架结构的刚度直接影响着列车在行驶过程中的振动情况。
如果车架结构的刚度不足，容易导致列车在行驶过程中产生过大的振动，影响乘客的乘坐舒适度，甚至对列车的结构造成损坏。
车架结构的刚度也会影响列车在行驶过程中的动态稳定性。
如果车架结构的刚度过大或过小，都会对列车的操控性产生影响，降低列车的运行效率。
针对上述分析，为了提高轨道动力车的车架结构强度与刚度，可以采取以下措施。
在车架结构的设计中，可以采用高强度的材料来提高车架结构的强度，例如使用高强度钢材或者复合材料等，以增加车架结构的抗扭和抗剪能力。
在车架结构的设计中，可以通过优化结构形状和增加加强筋等方式来提高车架结构的刚度，以减小车架结构的挠度和位移，从而降低列车的振动和提高列车的稳定性。
为了更系统地进行轨道动力车车架结构强度与刚度的分析，也可以采用有限元分析等数值模拟方法来进行仿真研究。
通过建立轨道动力车车架结构的有限元模型，可以对车架结构在不同工况下的应力、应变和位移进行计算分析，以更准确地评估车架结构的强度与刚度，并指导后续的优化设计。
城市轨道车辆车体分析和结构说明
城市轨道车辆车体分析和结构说明首先，城市轨道车辆的车体通常由铝合金或不锈钢材料构成，这些材料具有较轻的重量和高的强度，能够提供良好的结构支撑和碰撞吸能性能。
车体结构以箱型结构为主，具有强度高、刚性好的特点，能够抵抗外部冲击和扭曲变形。
此外，车体采用分割式结构设计，方便维修和更新车辆的各个组件，降低了维护成本。
其次，城市轨道车辆的车体结构包括车头、车体和车尾三个部分。
车头通常配备了自动驾驶系统和防撞装置，以保证列车在行驶过程中能够准确无误地运行，同时提供紧急制动功能，确保乘客的安全。
车体部分由若干车厢组成，车厢之间通过连接节进行连接。
车厢内部设有座椅、扶手、垂直支撑杆等设施，以提供乘客的座位和站立空间，并通过各种装饰和灯光设计，提供舒适和宜人的乘坐环境。
车尾部分通常安装有备用能源设备和故障排除系统，以应对紧急情况和故障发生时的处理。
另外，为了提高乘客的安全性和舒适性，城市轨道车辆还采用了一系列的防振、减噪和减震设计。
例如，车轮和轨道之间安装了减震橡胶垫，用于减少车辆和轨道之间的冲击和振动。
车厢底部和车体的结构也采用了一些减震和吸震材料，以降低乘客的震动感和噪音。
车厢内的扶手和座位也采用了防滑和减振材料，提供更好的乘车体验。
此外，城市轨道车辆还配备了先进的空调和通风系统，以保持车厢内的舒适温度和空气流通。
车体上还安装了紧急开门装置和灭火设备，确保乘客在紧急情况下的安全疏散和火灾防控。
总之，城市轨道车辆的车体设计和结构旨在提供乘客的安全、舒适和便利性。
通过采用适当的材料和结构设计，车体具有较轻的重量和高的强度，能够抵抗冲击和变形。
同时，车体还配备了各种防振、减噪和减震设计，以提供更加舒适的乘车环境。
通过不断改进和创新，城市轨道车辆的车体设计和结构将进一步满足乘客的需求，并为城市交通提供更加高效和智能的解决方案。
城市地铁车车体强度有限元分析及模态分析
城市地铁车车体强度有限元分析及模态分析随着我国城市化的发展，城市轨道交通的地位变得越来越重，具有高效、快捷、舒适、客运量大等优点的地铁已经成为城市轨道交通中最常见的一种。
然而，任何事物都是一把双刃剑，地铁为人们提供了方便，但一旦发生安全事故，其后果是无法想象的。
历史上有很多次地铁安全事故都源于车体强度问题和振动问题。
因而，对新设计的车体结构进行强度校核和模态分析具有显著的社会意义和经济意义。
地铁是城市轨道交通的一种，一般由车体、转向架、制动装置、风源系统、电气传动控制、辅助电源、通风、采暖与空调、内部装修及装备、车辆连接装置、受流装置、照明、自动监控系统等组成。
地铁车型往往被分为A、B、C三种型号，三种车型的主要区分是车体宽度，A型地铁列车：长22.8米，宽3米；B型地铁列车：长19米，宽2.8米；C型地铁列车：长19米，宽2.6米。
一般A型、B型车最常见，C型车一般比较少见，因其运输能力有限，在交通比较拥挤的城市无法容纳高峰客流。
本文的目的是在现有几何模型的基础上建立该地铁车车体的有限元模型并对车体进行强度分析和模态分析，了解在工况下车体的变形及应力情况，为检验设计是否符合标准提供依据。
通过模态分析可以了解车体部件的固有频率以确定出车体振动频率的危险频率段，从而可以确定车体在什么样的载荷下工作不会发生共振。
标签：地铁；车体强度；有限元分析1 引言本课题拟根据某城市地铁车车体的实际几何结构，在HyperMesh软件环境下建立与几何结构相符的中面模型，并在中面模型上进行网格划分，建立完整的有限元模型，然后根据相应的技术规范中的要求，在ANSYS软件中进行强度分析和模态分析计算。
结果显示，车体在相应静强度工况下应力分布较合理，最大应力不超过材料屈服极限，满足设计要求；模态分析得到车体一阶垂向振动频率为13.5575Hz，一阶扭振频率为18.1975Hz。
所得计算结果可以为工程设计人员提供理论指导。
2 计算模型本课题研究的某城市地铁车体是钢铝混合结构：车顶、侧墙、底架、端墙采用以型材为主要结构形式的铝合金材料，牵引梁、缓冲梁、枕梁采用高强度钢结构，钢结构与铝合金结构间通过铆钉相连。
铝合金地铁车体刚度和静强度仿真及有效性分析
铝合金地铁车体刚度和静强度仿真及有效性分析随着城市人口数量迅速增加，为缓解交通压力，人们对地铁车辆的依赖性日益明显。
如此广泛的应用使得铝合金车体性能的可靠性越来越受社会关注。
然而，重量轻、运量大是铝合金地铁车体的优势，也是产生车体强度问题、结构稳定性问题的主要因素。
本文以某铝合金地铁作车为研究对象，对车体进行刚度、静强度仿真分析，并根据计算结果对车体薄弱部位进行结构改進，使最终设计方案满足车体刚度、静强度要求。
标签：铝合金地铁车体；有限元法；刚度和静强度；结构改进1 引言随着轨道车辆研发技术水平的不断提高，车体轻量化和高速化的需求，在车体新材料和新工艺方面的研究也越来越多，铝合金材料以密度小、耐腐蚀、易于挤压成型和密封性好等优点，铝合金车体也被地铁车辆越来越广泛的应用[1]。
与此同时，车体的性能指标以及设计水平也逐渐成为人们关心的重点。
刚度与静强度是车体性能分析中最基本的内容。
国内外关于车体刚度和静强度的研究，主要有仿真分析法和试验分析法，两者结合紧密、相辅相成。
很数人利用有限元法，对地铁、动车组等车体进行刚度、静强度分析[2-3]。
2 车体有限元模型在创建有限元模型时，充分考虑到了整车设计质量的问题，将对车体的整体及局部的刚度、强度有影响的位置都考虑在内。
利用Hypermesh11.0软件，车体薄壁部件主要以任意四节点等参薄壳Shell181单元为主，用梁单元beam188模拟钢铝之间的铆接，设备质量采用质量单元mass21来模拟，并通过柔性元rbe3模拟与车体的连接关系，最终整车有限元模型离散后共有966869个壳单元（Shell181），1206个实体单元（Solid185），节点总数为858392。
3 车体刚度和静强度分析3.1 计算工况对车体进行有限元计算的8种工况为：垂向超员载荷工况（AW3刚度工况）、最大垂向超员荷工况（1.3×AW3）、纵向拉伸（960KN）+AW3、纵向压缩（1200KN）+AW3、二位端部压缩（150KN）+AW0（上边梁高度处）、二位端端部压缩（300KN）+AW0（窗台高度处）、救援工况（三点支撑）、架车工况（一端吊起）。
不锈钢地铁车辆车体结构设计的要点分析
蚀能力决定。 １ ． ４ 车 体 重量
现截 面突变 ，如果实在无法避免，也要缓慢处理截 面过渡 处。考 让 结 构 开 口处 ， 可 以 通过调整梁柱的 间距 ，梁柱厚度 ，改变梁柱 断面 等手段。采用 点焊 作为骨架和外板的连接方式，质量必须严格把关。
一
种 闭环 结 构 ， 避 免 出 现 载 荷 无 法 转 移 的 局 面 。为 了提 高 横 向 载 荷
和 对 抗 扭 曲 ， 一 般 采 用 箱 型 结 构 断 面 作 为 梁 柱 结 构 的 断面 ，避 免 出
就 由车体 的强度 、刚度来决定 。 １ ． ３ 耐 腐 蚀 性 地铁 是城市轻轨建设 中的一个重要风 向标 ，因此，车体的外观
体 结 构 逐 渐 成 为各 大轨 道 车辆 厂 家 和研 发 人 员追 求 的 目标 ，现 有 的
地铁车体 结构 ，也在 不断的研 究 中得到优化。本文从不锈钢地铁 车
辆 车体 的主 要 影 响 因 素入 手 ，给 出 了不 锈 钢 地 铁 车辆 车体 结 构 设 计
因此， 对板材的厚度有具体要求， 侧墙和车顶外板为 １ ． ０ ｍ ｍ或 １ ． ５ Ｉ Ｉ ｌ Ｉ Ｉ １ ． 车体波纹板材为 ０ ． ６ ｒ ｍ，选用 Ｓ Ｕ Ｓ ３ ０ １ Ｌ—Ｍ Ｔ材质 ，选用 １ ． ６ ｍ ｍ厚度 的耐候钢波纹板 。由于不锈钢 的抗腐蚀性能，不需要再加厚板材 ，车
的要点及其 重要 注意事项 ，希望给广大轨道车辆厂 家和研发人 员提
供 一 些参 考 。
地铁车辆Mp车车体刚度及静强度分析
地 铁 车 辆 Ｍｐ车 车体 刚度及 静 强 度分 析
刘锡 顺 ， 王 大奎 ， 金 晓 琼
（ １ ． 中国北 车集 团 大连 机车车辆有限公司 城轨技术开发部 ， 辽宁 大连通
运 输 工 程 学院 ， 辽宁 大连 １ １ ６ ０ ２ ８ ） 米
小 于对应材料 的许用应力 ． 结果表 明 ， 在工 况 ２下 ，
改进 后的 Ｍｐ车 车体 的各个 部 位 均满 足 材 料 的屈 服 强度 ， 没有超 出材料屈服极 限 ， 符合设计要求 ． 各 种工况下 车体的最大应力 情况如表 ２所示 ．
之外， 车体其他各个部件的较大应力点的应力值均
准 要求 ．
大、 速度快 、 干扰小 、 能耗低 等优点备受人们的 青睐 ， 被誉为现代城市的大动脉 ， 是一座城市现代
化 交 通发展 水 平 的重 要标 志 ． 随着 中 国轨 道交 通 行 业 的 快速 发 展 ， 对 新 一
针 对西 安地铁 一号 线 Ｍｐ车车 体在 各 种 工况 下 的刚度 和静强 度 进行 计 算 分 析 ， 并 根 据 计算 结 果 对该 车车体 结构 进行 了几处 结构 改进 及相 应 的 分 析计算 ， 确 定 了最 终 的 Ｍｐ车 车体 结 构 ． 本 文应 用Ｈ ｙ ｐ ｅ ｒ ｍ ｅ ｓ ｈ软件对 改进 后 的 Ｍｐ车车 体 建 立 有 限元模 型并 进 行 网格 划 分 ， 应用 Ａ ｎ ｓ ｙ ｓ软 件 对 车 体 有 限元模 型进行 刚度 和静 强度 的计算 分析 及后 处理 ， 通过分 析计 算 结 果 验 证 了该 车 车 体 结构 设 计 的合 理性 ， 为 同类 型 车 辆 结构 的设 计 制 造 提供 了理论依 据 ．
足设 计要求 ， 各个工况下 车体 的最大应力值 均未超 过该 点处 材料 的许 用应 力 ， 并通过结果分析 确定车体
轨道车辆车体刚度计算方法的研究
图 ５ 车体 受拉 伸 工 况 下 载荷 图
用Ｖ Ｂ语 言 编辑 程 序 来 完成 变 截 面车 体模 型挠
度 计算 。计 算模 型 考虑 到截 面各 种参 数 （ 面惯 性 截 矩 、 截 面面 积 、截面重 心等 ）的变化 情况 。可 以将 梁 分成若 干段 ，假设 每一 段 上各参 数 都是 常数 ，然
化 图 、纵 向重 心 变化 图 、纵 向 面积 变 （ 下转第７ ２页）
００ Ｌ ７ 一 曼
ｌ，ｔ ．７ ０ ０Ｊｏ９ Ｔ ａ １ Ｎ
用 技 术
太 大 ，垂 高 大于 ２４ ０ｍｍ时 ，扶 手 中心可 定 在 高 ０ １ ０ ｍ 处 ；或 节 间 太小 扶 手 一 端 碰 到 管上 的环 ０ｍ ２
车 体 自重＋ 体载 重 ＋ 向 ８０ｋ 车 纵 ０ Ｎ拉 伸翻 ．其 中拉 伸 工况 下车体 受力情 况见 图 ５ 。
各种材 料的密 度相 同 ，则 车体 自身重 量在 车体 纵 向 上的变化 就与其 纵 向截面积 的变 化完 全一致 ；如果 将 车体 简化成简 支外伸 梁 ，由于两转 向架位 置 为支 点 ，而 车身 自重最 大 的位置 就在 两转 向架处 ，那 么 这 两处 的车 身 自重 只会 明显增 大转 向架 处 的剪 力变 化 ，但对车体 纵 向弯矩 变化 的影 响不大 ，所 以 ，为 了简 化计算 ，可将 两转 向架处 的 自重 平 均分配 到整
用 技 术
７． ￣１ ０３ ０ ８ ６５
８ ３ｘ１ ０
３５ ７
１０ ４
－
ｇ３７ ｘ ０ ． １ ０
、 ２ ０５ １ ｘ０
．
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２５ ２ ５０ ０ １０ ０ ０ ／ ｍｍ
地铁车体强度及模态分析
地铁车体强度及模态分析作者：赵文平刘东亮张冠兰来源：《中国科技博览》2013年第23期摘要：以地铁车体为研究对象，应用Hypermesh软件建立了车体有限元模型，依据标准规定利用ANSYS软件进行了静强度有限元计算和模态分析。
结果表明，该车体结构能够满足强度、刚度及模态的相关标准，为其进一步优化改进提供了参考依据。
关键词：车体；有限元分析；静强度；模态中图分类号：TP854.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）23-396-011 前言车体是车辆的主要承载部分，也是其他部件的安装基础，其结构设计是否合理直接影响车辆在工作状态下的安全可靠性以及乘坐环境的舒适性。
因此，车体结构设计时不仅要满足车辆总体布置的要求，而且车体钢结构要具有足够的强度和刚度，满足相关技术标准【1】。
校核车体强度主要采用试验方法，即在车体钢结构上贴应变片进行静力试验，此方法耗时、费力。
随着有限元仿真技术的成熟，在产品设计阶段可以依靠仿真分析指导设计，缩短设计周期，降低生产成本【2】。
车体有限元分析的一般过程是：建立有限元分析模型、求解和计算结果分析。
本文以地铁车体为研究对象，通过有限元软件对该车体进行了静强度计算及模态分析，以验证其结构是否满足设计要求，并为车体的进一步优化提供依据。
2车体有限元模型及载荷工况2.1建立车体有限元模型该地铁车体采用无中梁的薄壁筒形整体承载结构，由侧墙、端墙、车顶和底架组成。
建立有限元模型时，凡是对该车整体刚度及局部强度有贡献的结构都予以考虑。
利用Hypermesh软件，主要采用壳单元对车体结构进行离散，在某些约束及载荷位置采用刚性元及质量单元模拟。
模型如图1所示，共生成260491个节点，330575个单元。
图1 车体有限元模型2.2约束设置依据不同工况下车体的受力情况，在模型中施加相应的纵向、垂向、横向位移约束，以限制车体的刚性移动。
2.3确定载荷工况为了考察该地铁车体的强度和刚度，根据车辆在使用过程中的实际情况，依据EN12663-2010《铁路应用-铁路车辆车体结构要求》确定各计算载荷和工况，如表1所示。
轨道动力车车架结构强度与刚度分析
轨道动力车车架结构强度与刚度分析轨道动力车是一种用于铁路、地铁等轨道交通的特种车辆，一般由车架、座椅、车门等部分组成。
车架是整个车辆的主要承重结构，负责承受车身、乘客和货物的重力和运行过程中产生的各种力。
车架的结构强度和刚度是保证车辆安全运行和提高行驶稳定性的重要因素。
车架的结构强度是指车架在各种静态和动态荷载作用下不发生破坏和变形的能力。
为了保证车架的强度足够，需要进行应力和变形的分析。
针对不同的荷载情况，可以通过有限元分析等方法计算车架各个节点的应力，进而确定各个关键部位的强度是否符合要求。
如果发现强度不足的地方，需要进行结构优化设计或采用加强措施，如在节点处加厚或增加加强筋等。
车架的刚度是指在外力作用下车架产生的变形和挠度。
刚度是保证车架在运行中具有一定稳定性的重要指标。
车架的刚度过大会导致车辆在运行过程中的振动增大，影响乘客的舒适性；而刚度过小则会导致车辆在行驶过程中的抗侧倾和横向稳定性下降。
需要合理设计车架的刚度，使其能够在保证车辆稳定运行的提供良好的乘坐舒适性。
为了保证车架的结构强度和刚度，还需要进行各种静态和动态的加载试验。
在静态加载试验中，可以通过施加一定的外力和矩阵，测量车架的变形和应力情况，验证车架的结构性能。
在动态加载试验中，可以模拟车辆在运行过程中的各种力的作用，测试车架的动态响应和振动情况。
通过试验数据的分析和比较，可以确定车架的设计是否合理，并对其进行必要的改进。
轨道动力车车架的结构强度和刚度分析是确保车辆安全运行和提高行驶稳定性的重要工作。
只有在车架强度和刚度满足要求的情况下，车辆才能够正常载重、稳定行驶，保证乘客和货物的安全。
车架结构强度与刚度的分析是轨道动力车设计和开发中不可或缺的步骤。
轨道动力车车架结构强度与刚度分析
轨道动力车车架结构强度与刚度分析随着城市化进程的加快，城市轨道交通系统成为城市中重要的交通工具，轨道动力车作为轨道交通系统的重要组成部分，在保证运行安全和舒适性的前提下，需要具备良好的车架结构强度与刚度性能。
车架结构是轨道动力车重要的组成部分，直接关系到车辆运行的安全性和稳定性，因此对其结构强度和刚度进行分析和优化具有重要的意义。
一、轨道动力车车架结构简介轨道动力车车架是指车身、架体、底架、支承装置等整车的总称。
车架结构是保证车辆安全运行的关键部件，其主要功能包括承载车身重量、支撑车轮重量、传递牵引力和制动力以及吸收和分散冲击力。
车架必须具备足够的结构强度和刚度，以保证车辆的安全性和稳定性。
二、车架结构强度分析车架结构强度指的是车架在受力下的承载能力，其强度需满足一定的要求才能保证车辆的安全运行。
车架的受力主要来自车身、地面、曲线和坡道等因素，其中地面引起的振动和冲击是对车架强度的主要考验。
需要进行车架的有限元分析，以确定其在不同应力下的变形情况和承载能力。
在有限元分析中，首先需要建立车架的数学模型，包括车体、底架、支承系统等部件，并根据实际运行条件确定受力情况和边界条件。
然后通过有限元软件进行静力分析和动力学分析，得出车架在不同受力情况下的应力和变形情况。
根据分析结果进行车架结构强度的评估和优化。
强度评估主要包括对接头和焊缝的评估、对应力集中点的评估以及对整体结构的评估，通过这些评估可以得出车架在不同工况下的安全系数，以保证其在运行过程中不发生破坏。
四、车架结构强度与刚度的优化通过对车架结构强度与刚度的分析，可以得出其在不同受力情况下的强度和刚度性能，然后可以根据分析结果进行优化。
在强度方面，可以通过优化焊接工艺、增加钢材强度、加大截面尺寸等方式来提高车架的强度。
在刚度方面，可以通过优化结构设计、增加支撑装置、加大部件刚度等方式来提高车架的刚度性能。
通过这些优化，可以使车架在受力情况下具备更好的强度和刚度性能，从而保证车辆的安全性和稳定性。
轨道动力车车架结构强度与刚度分析
轨道动力车车架结构强度与刚度分析
轨道动力车是一种在铁路轨道上运行的特种车辆，其车架结构的强度与刚度是保证车
辆安全稳定运行的重要因素。
下面将从轨道动力车车架结构的强度与刚度两个方面进行分析。
轨道动力车车架结构的强度分析。
车架结构的强度主要包括抗弯强度和抗压强度两个
方面。
抗弯强度是指车架在运行过程中受到的弯曲力矩产生的弯曲应力，即车架在承受外部
荷载（如列车自身重量、牵引力等）作用下的变形和应力分布。
为了保证车架的抗弯强度，需要合理设计车架的截面形状、材料和尺寸。
采用高强度、高刚度的钢材作为车架的主要
材料，可以提高车架的抗弯强度。
纵向刚度是指车架在纵向方向上受到的拉伸力和压缩力产生的变形和应力分布。
在轨
道动力车的运行过程中，车架会受到列车自身重量和牵引力的作用，产生拉伸和压缩力。
为了保证车架的纵向刚度，需要合理设计车架的纵向梁和纵向连接件，并确保其刚度足够，以减小车架在运行过程中的变形和振动。
轨道动力车车架结构的强度与刚度对于保证车辆的安全稳定运行至关重要。
通过合理
设计车架的结构形式、材料和尺寸，可以增加车架的抗弯强度和抗压强度，并提高车架的
纵向和横向刚度，以确保车辆在高速运行和复杂工况下的稳定性和可靠性。
还需要结合实
际使用情况进行工程设计和结构优化，以满足实际运行的需要。
轨道动力车车架结构强度与刚度分析
轨道动力车车架结构强度与刚度分析
轨道动力车是一种新型的城市轨道交通工具，具有快速、环保、节能等特点，被广泛
应用于城市轨道交通建设中。
轨道动力车的车架结构是其支撑和承载车身重量的主要组成
部分，对车辆的强度和刚度有着重要的影响，因此，对轨道动力车车架结构的强度和刚度
进行分析和研究具有非常重要的意义。
轨道动力车车架结构一般由前后梁、避震装置、底盘等组成。
其中，前后梁是承载车
身重量和各种力的主要部件，其结构设计要满足一定的强度和刚度要求，以确保车辆在行
驶过程中的稳定性和安全性。
首先，针对轨道动力车车架结构的强度分析，主要是为了评估车架在各种力作用下的
承载能力，并确定其是否满足设计要求。
强度分析一般采用有限元法进行，首先建立车架
结构的三维模型，然后进行网格划分，最后采用有限元软件进行力学分析。
在分析过程中，需确定载荷类型、大小和方向，考虑到轨道动力车在运行过程中可能面临的各种力，包括
动态载荷、静态载荷、冲击载荷等。
最终根据强度分析结果，评估轨道动力车车架的强度
是否满足设计要求，如果不符合要求，需要对结构进行优化设计或调整，以满足强度要
求。
综上所述，轨道动力车车架结构的强度和刚度分析是车辆设计和制造中的重要工作，
其目的是确保车辆行驶过程中的稳定性和安全性。
在车架设计过程中，应按照相关标准和
规范进行设计，采用先进的分析方法和优化工具，以提高车架结构的强度和刚度，保障车
辆的安全运行。
轨道动力车车架结构强度与刚度分析
轨道动力车车架结构强度与刚度分析轨道动力车是一种用于运输人员或货物的铁路车辆。
它的车架结构是支撑和连接车辆各个部件的重要组成部分，因此其强度和刚度对车辆的安全性和运行稳定性有着重要的影响。
车架的强度指的是车架对外部载荷的抵抗能力。
在运行过程中，轨道动力车会受到不同方向和大小的力的作用，如垂直荷载、侧向力、弯矩等。
车架的强度必须能够承受这些力，并保持结构的完整性。
为了分析车架的强度，可以采用有限元分析等方法，模拟各种载荷情况下车架的变形和应力分布，以确定关键部位的最大应力和变形情况。
车架的刚度则指的是车架抵抗变形的能力。
在行驶过程中，车架会受到扭曲、弯曲和变形等力的影响，如果车架刚度不足，则会导致车身晃动和不稳定的行驶。
车架的刚度必须足够高，以抵抗这些力并保持车辆的稳定性。
刚度分析可以通过在车架上施加不同大小的载荷，并测量变形和应力来进行。
通过对变形和应力的分析，可以确定车架在不同加载条件下的刚度。
为了保证轨道动力车的安全运行，车架的强度和刚度必须满足一定的要求。
车架的强度必须足够高，以承受各种加载条件下的力。
车架的刚度必须足够高，以保持车辆的稳定性和行驶平稳。
车架的重量也是一个重要的考虑因素，较轻的车架可以提高车辆的运行效率和能耗。
为了提高轨道动力车车架的强度和刚度，可以采取以下措施。
选择合适的材料，如高强度钢材，以提高车架的强度。
对车架结构进行优化设计，以提高刚度并减轻重量。
增加加强肋和梁的数量和尺寸，可以提高刚度和强度；采用空腔结构可以减轻重量。
合理设计连接节点和焊接结构，也可以提高车架的强度和刚度。
轨道动力车的车架结构强度和刚度是确保车辆安全运行和行驶稳定的关键因素。
通过采用合适的材料和优化设计，可以提高车架的强度和刚度，从而提高车辆的安全性和运行性能。
轨道车辆车体刚度灵敏度分析
摘
要： 以轨 道 车辆 为 背 景 ， 据 转 轴 公 式 和 平 行 移 轴 公 式 得 到 车体 截 面 内任 意 倾 角部 件 的 惯 性 矩 ， 而 获得 截 面 依 进
的 刚 度 及 其 灵 敏 度 。在 已知 车 体 刚度 分 布 的 前提 下 ， 据 车 体 刚 度 及 其 灵 敏 度 ， 过 调 整 刚 度 薄 弱 位 置 相 关部 件 的 截 面 依 通
此 ， 提高 车体抗 弯 刚 度 应首 先 考 虑 提 高 车 门 和 车 窗 要 等 部位 的局 部 刚度 。车 体 钢 结 构 部 件 多 而复 杂 ， 了 为 能 以较小 的成本 有效 地 提 高 车体 刚度 ， 有必 要 对 车体
部 件 的刚度 灵敏 度进 行分 析 。
认 识ｌ 。 因此 ， 车 体 的 刚 度 及 其灵 敏 度 进行 研 究 是 ＿ ４ ］ 对
收 稿 日期 ：０ ０１ —０ 修 订 日期 ：０ １０ —３ ２ １—２１ ； ２ １ －７１ 作 者 简 介 ： 浩 伦 （９ ５） 男 ， 族 ， 程 师 。 蓝 １８ 一 ， 壮 工
尾击 门 粱 窗 车冲 车 枕 车 车 门
板 座
窗 车
门 车
窗 粱 门 冲车 Ｚ 车 枕 车 击头
刚度方 面解 决 强度 问题 有 时十分 有 效 。 目前 车体 结 构
体 结构 材料 的杨 氏模 量 。由于沿 车体纵 向所 用材 料 变 化 不大 ， Ｅ 可视 为定 值 ， 此 车 体 纵 向截 面 的惯 性 故 因
矩 变化 图可 视 为车体 纵 向截 面 的 刚度 变化 图 。从 图 ２
车体 分析 过程 中刚度 与 强 度 之 间是 相 互 联 系 的 ， 果 如
图 １ 车 体 模 型
基于有限元理论的某地铁车体强度分析
基于有限元理论的某地铁车体强度分析发布时间：2021-03-01T10:08:52.247Z 来源：《基层建设》2020年第28期作者：李影[导读] 摘要：随着我国城市化进程的不断发展，地铁已经成为为各大中型城市公共交通的关键部分。
中车唐山机车车辆有限公司河北唐山 063035摘要：随着我国城市化进程的不断发展，地铁已经成为为各大中型城市公共交通的关键部分。
由于铝合金材料具有密度低、强度高、抗腐蚀性强，易挤压成型等特点，全铝车体地铁车已经成为我国地铁车辆的主流趋势。
车体作为地铁车辆的主要承载结构，其结构性能的可靠性对于车辆的安全运行有着重要意义。
因此需要具有高可靠性的铝合金车体及其联接结构来满足地铁车辆启停频繁、载重量大的运行要求。
本文以某全铝头车车体为研究对象，基于有限元分析理论，对其进行刚度、静强度、模态、稳定性、疲劳强度性能分析。
关键词：静强度；车体；有限元1有限元理论有限元法是一种数值方法，线弹性平面问题是有限元法的基础。
平面有限元分析的基本步骤是：首先进行结构离散，离散时要求保持单元之间正确的连续性，对每个单元和结点确定固定的单元号和节点号，然后通过弹性力学的平衡条件、物理关系、几何关系由结点位移分别求内部任一点的位移、单元应变、单元的应力、单元节点力，通过单元应力、位移及刚度矩阵之间的平衡方程求得单元刚度矩阵。
再将每个单元刚度矩阵进行换码，换成对应的整体码，将换码后的字块送到整体刚度矩阵中的对应位置进行迭加，从而形成整体结构的刚度矩阵。
根据能量等效原则进行载荷移植，遵循刚度矩阵形成的方式得到整体结构的结点载荷列阵，然后根据边界位移为零和边界位移为已知值的处理方法来进行约束处理，通过处理线性方程组的数值解法求解线性方程组，求得结点位移，由节点位移从而求得单元应变和单元应力。
对于结构复杂的有限元均是在平面问题的基础上计算的。
2车体结构介绍某地铁车体主要主要由司机室、底架、侧墙、车顶、端墙五部分组成。
不锈钢地铁车辆车体结构设计要点分析
不锈钢地铁车辆车体结构设计要点分析摘要：现阶段，高强度、刚度、动态性能更好地不锈钢车体结构逐渐成为各主机厂和研发人员追求的目标，在地铁车辆方面，使用具有轻量化特点的不锈钢车体结构能减少车辆和线路的维护费用，节约能源。
因此，不锈钢车体在地铁车辆结构中得到了较为广泛的应用。
基于此，本文首先对不锈钢车体结构的特点进行了简要概述，分析了其在地铁车辆中的设计要点，并结合某出口地铁车辆车体结构设计的实例进行说明。
关键词：不锈钢；地铁车辆；车体结构设计车体是地铁车辆的重要组成部分，车辆的整体安全性，可靠性，以及各方面性能的好坏主要是依靠车体结构来进行保障。
目前，城市地铁车辆车体材料有普通钢(含耐候钢)、不锈钢和铝合金3种材料。
自20世纪50年代开始，人们开始用不锈钢和铝合金取代普通钢车体。
一般不锈钢车体自重为10t左右，而且不锈钢有良好的抗冲击性能和抗升温能力,可提高车体的安全性。
因此，不锈钢已经广泛用于轨道车辆的制造。
1、不锈钢车体结构的主要特点不锈钢车体同碳钢车体一样为整体承载板梁结构，引起具有较高的强度因此，可以实现车体结构的轻量化，如侧墙和车顶外板厚度一般取1.0mm或1.5mm，而碳钢车体一般不低于2.0mm。
不锈钢车体结构具有良好的抗腐蚀能力，因此设计时无需为了抗腐蚀而对板材加厚，而且车体外表面能保持不锈钢材质本色和光泽，一般无需再涂装和表面挖补维修，能进一步降低车体质量。
但侧墙外板材料最好最消光钝化处理，另外考虑到车辆的美观，车体外表面宜粘贴色作为装饰，以增加车辆的动感。
2、不锈钢地铁车辆车体结构设计要点2.1选材对于材料的选用，不但要考虑到材料的强度，还要考虑到材料的物理特性。
不锈钢与普通钢相比，具有更好的耐腐蚀性，相应的就可以采用更薄的板材；与铝合金相比，它具有抗扭曲、高抗拉强度、耐高温、抗弯曲变形的优势。
另外，不锈钢车体外部不需要涂装，这样能更加环保，例如北京市地铁车辆绝大数都采用不锈钢车体制造。
地铁车体结构的刚度及静强度分析
地铁车体结构的刚度及静强度分析摘要：地铁车体结构的刚度及强度关系到车辆的安全性能，地铁在为人们提供舒适、快捷和便利的同时，应更要注重安全性能。
本文主要利用ANSYS软件对铝合金车体结构的刚度及静强度进行分析，结构证明其车体结构的强度及刚度均满足要求。
关建词：地铁；车体；强度分析；有限元前言随着我国经济的快速发展，各大中型城市轨道交通也进入快速发展阶段，为该城市经济发展注入动力。
地铁车辆车体结构在设计阶段都本着合理、安全可靠等原则进行，确保车辆投入使用后的安全可靠。
随着科技的不断进步，各类计算软件也为车体结构的合理性提供辅助作用，ANSYS软件对铝合金车体结构的刚度及静强度校核也是一种有效的手段。
一、地铁车体结构概述某地铁TC车车体为轻型铝合金全焊接的整体承载结构，由车顶、侧墙、底架、端墙和司机室等几大部件焊接组成。
车顶主体结构由7块（4种）型材组焊而成，车顶设置空调机组平台，机组平台也是由7块（4种）型材组焊而成。
侧墙主要结构由3种不同铝型材组焊而成；侧墙型材焊接采用插接及搭接接口；每个侧墙设4个门口，门口两侧为立柱，立柱由型材加工而成；在单扇侧墙上有窗口开口。
端墙为型材与加强梁组焊结构。
底架由铝地板、边梁、端梁、枕梁和缓冲梁组成。
铝地板由7块（3种）型材通过插接接口组焊而成，铝地板与底架边梁通过搭接接口组焊。
枕梁为焊接而成的箱型结构，枕梁下盖板形状及零部件的设置满足与转向架接口要求。
缓冲梁为焊接而成的箱型结构，上盖板为10mm铝板，下盖板为16mm的铝板，牵引梁为15mm的铝板。
车钩安装座为35mm的铝型材。
二、ANSYS软件有限元模型的建立与计算结果分析（1）有限元模型的建立本文采用大型通用有限元分析软件ANSYS对该TC车铝合金车体进行刚度、静强度、疲劳强度和模态分析。
建立车体有限元模型时，凡是对该车整体刚度及局部强度有贡献的结构，都予以考虑。
为了计算的准确性，模型构成以任意四节点薄壳单元为主，三节点薄壳单元为辅。