王雯 姚风龙 周春梅 牛成亮

摘要：本文以地铁车下设备制动模块为研究对象，依据“EN12663-2010铁路应用-铁路车辆车身的结构要求”标准施加载荷，采用ANSYS软件对制动模块进行了有限元应力分析，并对其进行静强度和疲劳强度评估。计算结果表明，该制动模块结构的静强度和疲劳强度均满足标准要求，为类似结构设计、分析计算、改进优化提供了参考。

关键词：制动模块;静强度;疲劳强度;ANSYS

随着地铁事业的飞速发展，人们对地铁车辆的制动模块吊装结构的可靠性要求越来越高，车辆安全问题备受关注[1][2]。制动模块作为车下设备，长期处于复杂的振动环境，并容易发生各种形式的失效[3]。

为了能够准确模拟制动模块在各工况中的受力状态，制动模块有限元模型采用主承载结构精细化建模。在本文中所有涉及坐标系的方向如图1所示。

X 向：制动模块纵向，从两枕梁中心指向一端（此处为气路出口端）;

Y 向：从横向中面（以两侧大纵梁为基准）指向一端的吊架大纵梁;

Z 向：从轨道梁走行面指向制动模块。

制动模块主承载结构为吊架组成，其主要包含纵梁、横梁、小横梁、吊板、气路出口板等，各模块通过螺栓等固定连接，其主承载结构三维模型如图2所示，主要承载结构由06Cr19Ni10奥氏体不锈钢组焊与螺栓组合连接而成。

其中，内部连接螺栓为M10规格、外部连接螺栓为M16 规格，不锈钢板厚分别有2mm、4mm、6mm共三种规格（在图3中依次以 T2、T4、T6 符号示意）。

1有限元模型

对此制动模块进行有限元离散时，薄板结构采用壳单元离散，充分考虑制动模块各部分连接的真实情况，具有明确安装位置及质心的结构（风缸组成、防脱吊架等）以集中质量的形式施加在各自的质心位置，制动模块总质量为268.1kg。……