王新磊

摘要：通过有限元仿真方法，在车体满足整机功能要求和使用要求前提下尽可能进行减重设计，并对试验结果和计算结果进行对比分析，总结误差原因，指导类似车辆车体的设计。

关键词：车体;刚度;强度;有限元

随着经济的快速发展和城市化进程，地铁以其运量大、速度快、安全、舒适、准点、节能等特点得到了快速发展[1]。

本文涉及一种地铁线路养护施工工程车辆车体，其作为承载传力部件，受各种机构、定距及轴重的限制和制约，局部几何形状比较复杂，设计时借助有限元分析[2]，按照整机的基本布局进行车体的结构设计，并委托具有资质的第三方测试公司，对车体按相关标准[3-5]进行了试验，通过对有限元分析结果和试验结果进行对比分析，总结出一套适用本种类型车体的计算方法。

1 车体方案结构设计

因为地铁车辆轴重的限制，既为了减重，又为了车体的强度和刚度能满足相关要求[3-5]，车体设计成上部车厢和下部底架焊接一体承载的整体承载式结构。车厢主要由不同厚度的矩形管或方管和U型折弯件构成框架，并采用2.5mm厚的钣金断续焊接，因组装和部件功能需求到处开孔，底架主要由左右焊接H型钢和前后部组成框架结构，枕梁为箱型梁，为安装各个部件在底架内分布若干横梁和纵梁，为安装工作装置底架中部有一定的上拱，车体的结构如图1所示。

车体长度为18200mm，宽度2460mm，定距12200mm，重量约11.3t，底架材料为Q420D，车厢钣金材料为SPCC，其余为Q355B，板厚均不大于16mm，材料参数如表1所示。……