张永昌，徐宇工，张乐乐

(北京交通大学 机械与电子控制工程学院，北京 100044)

高速列车车厢下部安装有设备舱，其两侧盖板被称为裙板[1]。目前已发现我国高速列车裙板与车身之间的连接支架出现开裂现象(如图1所示)，对列车行驶造成了极大的安全隐患。

结构断裂可分为过载断裂、疲劳断裂、蠕变断裂、应力腐蚀断裂等[2]。裙板支架裂纹的产生具有如下特点：在列车正常行驶过程中，裙板支架的应力远小于其静强度极限；裂纹是在列车运行一定里程后产生的；裙板支架没有显著的残余变形。根据上述特点判断该裂痕是结构疲劳造成的[3]。影响结构疲劳强度的因素有结构自身条件(几何外形、工件表面状态、材料本质等)及外界条件(工作环境、载荷条件等)[4]。本文针对裙板支架载荷条件进行研究。列车行驶过程中，裙板及支架受到的载荷可分为机械载荷和气动载荷，且气动载荷是主要的影响因素[5]。故本文重点研究裙板所受气动载荷的特点及其对裙板支架结构承载的影响。

图1 裙板支架裂痕

目前对列车所受气动载荷作用规律以及其承载特性的研究有实验及数值模拟两种。实验方面，通过实测得到结构应力较大位置的应变值，对其进行分析能够推算出结构所受载荷的大小[6]。该方法存在如下不足：只能监测有限个采集点的数据；无法区分气动载荷与机械载荷的作用规律；针对特定线路测试，适用范围有限。采用数值模拟的方法可以弥补上述不足。……