王 松 龚 振 张寅河

(中车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东 青岛 266111)

随着我国社会经济的飞速发展和城市化进程的不断加快，交通拥堵成为各城市面临的共同问题，发达的城市轨道交通系统成为解决交通拥堵问题的必然选择。地铁车辆作为城市轨道交通工具，在城市正常运转中发挥着重要作用，并且其正呈现客户需求多样化、运营环境复杂化的发展趋势。地铁车辆的设计在兼顾客户个性化需求的同时，更应该充分考虑运营环境的要求，具有足够的结构强度，以确保车辆连续稳定安全运行。本文以某城轨地铁车辆头车车体为研究对象，验证设计强度与刚度。

1 铝合金地铁头车车体结构

铝合金城轨地铁头车车体采用全长大型中空铝合金挤压型材组焊成筒型整体承载结构。由底架、侧墙、车顶、端墙和司机室(仅头车有)大部件组成，如图1所示。其中底架作为车体的重要承载部件，主要由通长的地板、端部底架和中部横梁组成。侧墙(单侧)采用双层中空薄壁型材。车顶由中空挤压型材阻焊而成的通长弧顶结构。

图1 头车车体结构示意图

2 头车车体结构有限元计算

2.1 头车车体结构有限元模型

该头车车体结构本次分析采用HYPERWORKS有限元软件进行计算。采用20mm左右的SHELL单元离散车体结构，采用刚性杆单元施加冲击座载荷、空调系统载荷和车下吊挂设备载荷。车体模型包括200万个单元和180万个节点。图2显示车体有限元模型，其中X轴、Y轴和Z轴分别表示车体横向、垂向和纵向。……