李树栋，曲凯伦，刘凯，金文涛

中车南京浦镇车辆有限公司，江苏 南京 210031

“十三五”发展以来，国家大力倡导发展轨道交通，构建综合、绿色、安全、智能的立体化世界一流现代化城市交通系统。截至2020 年7 月底，全国铁路营业里程达到14.14 万km，其中高铁3.6 万km；2020 年，全国铁路已投产新线1 310 km，其中高铁733 km。为了降低车辆自重，减小运动阻力，提升车辆运营经济性，对车辆轻量化设计有着较高要求[1]。车体设计目前主要分为不锈钢蒙皮骨架结构和铝合金型材结构2 种方案，其中铝合金型材在降重、节能和经济性上都拥有较大优势[2]。目前铝合金型材供应商基本上实现了国产[3]。车体在加工过程中先后经历胚料预热、挤压、焊接或机加工等环节[4-5]，在这之中最大的风险就是型材出现裂纹，轻则造成型材报废，重则造成重大安全事故，因此需要对裂纹的产生原因进行分析。随着计算机技术的发展，利用仿真手段去进行原因判断成为一种新方向，并取得了一定的成果[6-8]。

1 案例描述

某地铁项目车体采用铝合金型材结构，在生产的过程中需要提前对底架边梁进行机加工，然后再进行焊接。加工工况图如图1 所示。

加工后在边梁根部出现裂纹，对发生裂纹的型材进行切割和处理，型材加工裂纹图如图2 所示。对裂纹进行电镜扫描，可见明显的疲劳断裂裂纹拓展形貌(图3)。由于裂纹出现在加工过程中，采用仿真的方法排查裂纹出现原因更为合理和有效。

图1 加工工况

图2 型材加工裂纹