陈 静

（长春电子科技学院，长春 130012）

近年来，随着我国铁路工程的飞速发展，动车组以安全可靠、方便快捷以及节能环保等优势备受社会各界青睐。牵引系统高压电器设备作为动车组重要组成部分，其可靠性将会影响列车的安全性能，因此必须保证其具有足够的强度，从而确保承载安全。高压电器箱是连接车顶电缆与牵引变压器的中间部件。它的集成部件主要包括真空断路器、接地开关、高压隔离开关、电压互感器和避雷器等高压设备[1-2]。

在设计研发时，要考虑高压电器箱整体安装强度和疲劳等问题。因此，本文利用有限元分析方法对结构进行强度分析，依据《铁道应用：轨道车身的结构要求》（EN 12663-1-2010）标准校核高压箱安装结构和连接区域车体强度，并根据《焊接接头与部件的疲劳设计》（IIW-1823-07）标准对高压箱安装结构进行疲劳强度校核和结构安全性评定。

1 高压箱结构介绍

车顶高压电器箱安装结构由铝合金型材构成，材料牌号为6063-T5，屈服极限为130 MPa，高压箱主体材料为5083-H111，屈服极限125 MPa，连接区域车顶铝型材材料为6005-T6，屈服极限215 MPa，铝合金弹性模量为69 000 MPa，泊松比为0.33，密度为2.7 g·cm-3。高压箱通过20个M10的螺栓与车顶安装型材连接。

2 有限元模型建立

有限元分析是先将分析对象离散化，分割成有限个单元，再利用微积分逐渐逼近的原理，以有限未知量求解无限未知量的真实系统。利用Hypermesh软件对高压箱结构和车顶结构进行有限元网格的划分。为了使计算结果更加准确，模型构成以4节点薄壳Shell单元为主，利用梁单元模拟连接高压箱与车体的螺栓，用质量元模拟设备的质量，并将质量通过重心位置施加在相应安装梁上。……