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(宁波中车时代传感技术有限公司，浙江宁波315000)

0 引言

真空集便系统作为集中动力动车组给水卫生系统的重要组成部分，以其结构简单、经济环保、耗气耗水量少等优点在轨道车辆中得到迅速发展[1]。

真空集便系统是通过抽取污物箱中的空气，使污物箱中产生真空，利用加压水将便盆中的污物冲洗到污物箱中[2]。而污物箱作为其重要组成，一般是采用螺栓连接的方式吊装在车底。集中动力动车组在行进过程中，由于车轮与轨道的碰撞，将会对污物箱的吊梁产生剧烈的影响，一旦污物箱的吊梁产生脱落，污物箱掉落在轨道上，将会导致车辆翻车，危及旅客安全[3-4]。因此，有必要在设计过程中按照设计标准(EN12663-1：2010)对污物箱进行有限元分析。

本文基于ANSYS Workbench 仿真分析软件，以集中动力动车组的真空集便系统550 L污物箱为分析对象，分别进行了静强度分析、疲劳强度分析以及模态分析，仿真结果显示该污物箱能满足设计的要求。

1 550 L污物箱有限元模型

1.1 模型简化与网格划分

图1 污物箱几何模型

集中动力动车组550 L污物箱主要由外蒙皮、内箱体框架、安装支架、内箱体、管道、阀门、电气箱等组装成。污物箱由其顶部安装支架通过螺栓与车底连接，其几何模型如图1所示。

污物箱外蒙皮箱体由铆钉固定在内箱体框架上，内箱体和内箱体框架采用焊接方式连接。由于蒙皮箱体、防寒材料以及一些功能部件对污物箱结构强度没有帮助，因此在有限元建模时主要考虑作为承载主体的内箱体框架结构，并对几何模型进行适当修正，删除模型中对承载结构影响不大的倒角、圆角、圆孔等。……