王 东， 林建辉， 陈双喜

(西南交通大学 牵引动力国家重点实验室， 成都 610031)

铁路货运在我国运输行业中占有极为重要的地位[1]。对于铁路货车而言，车体是极为重要的承载结构，必须保证具有足够的强度与刚度，所以强度刚度分析是十分有必要的。另外，对于货运车来说轻量化设计不仅可以减少能耗和原材料使用，还能提高使用寿命增加运量，具有重要的经济和技术意义[2]。以25 t轴重煤炭漏斗车车体为研究对象，根据TB/T 1335-1996标准[3-4]，针对车体的静强度与刚度分析，确定了若干组合工况。运用abaqus有限元软件对车体进行分析计算，分析评价车体的强度与刚度[5]。以底门为研究对象，进行了轻量化计算与研究[6]。

1 车体有限元模型

25 t轴重煤炭漏斗车车体由底架、侧墙、端墙、漏斗、底门等部件组成。车体采用全焊接结构。整备时，底架、端墙和中央漏斗共同承受载荷[7]。车体模型如图1所示，主要由板件和梁体焊接组成。采用hypermesh软件做离散处理，划分网格。根据车体梁和板件较多的结构特点，对模型进行中面抽取，采用S4R(四节点曲壳单元)壳单元对车体进行离散处理，部分区域采用实体单元C3D8与壳单元耦合，细化关键部位网格提高计算精度；整车计算中，部分区域采用couple-kin刚性单元简化结构，提高计算效率。整车共划分581 182个单元，节点数量为557 059个。计算时采用Q450耐候钢材料。车体有限元模型如图1～图5所示。

2 车体模态分析

结构设计校核过程中，通过模态分析来考察结构系统的振动特性，为车体的结构优化计算提供建议和依据[8]。……