高速动车组铝合金车体强度分析及试验验证
2021-11-18戴焕云
计算机仿真 2021年1期
贾 璐,戴焕云,宋 烨
(西南交通大学牵引动力国家重点实验室,四川 成都 610031)
1 引言
随着高速列车向着高速、轻量化的发展,铝合金材料在高速列车车体上的得到了广泛的应用。它主要依赖于自身的材料性能和轻量化效果,铝合金车体与碳钢和不锈钢车体相比有点主要在于:安全性高、轻量化、耐腐蚀性能好、加工性能优良、焊接性能好、材料回收利用率高等优点。而高速列车运行的十余年中,也出现了一系列的车体疲劳裂纹问题。
车体是高速车辆结构的主体,车体承受极其复杂的随机载荷[1-3],其疲劳强度直接影响行车安全。目前对于车体强度的研究仅仅通过仿真和静强度进行评估,而仿真是车体疲劳评估的主要手段,评估结果是否准确直接受到仿真时有限元模型准确性、载荷的有效性以及评价标准适用性的影响。
目前国内对于车体疲劳强度的载荷主要来自标准EN12663-2010[4],JIS E7106[5]和《200km/h及以上速度级铁道车辆强度设计及试验鉴定暂行规定》,评估的规范包含了北美铁路协会AAR 标准[6];国际焊接协会制定的IIW标准[7];英国制定了钢结构疲劳评估BS7608标准[8];美国机械工程师协会制定的疲劳评价ASME标准;德国铁路相关部门制定的DVS1612[9]和DVS1608[10]标准。其中IIW和BS7608评价标准使用较多,而DVS1608是专门用来对铁路使用铝合金材料进行疲劳评估使用,因此本论文建立高速列车中间铝合金车体有限元模型,通过EN12663标准中规定的载荷进行计算,通过试验验证模型的准确性,最后通过施加疲劳载荷后,使用DVS1608标准进行疲劳评估。……
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