说说列车车体钢结构设计及有限元分析

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摆式列车是适用于既有线路提速的一种新型动车组，较为成功的有瑞典的X2000型摆式列车。我国在广深线引进了X2000型列车后，着手开发了首列内燃摆式列车。作为列车运行的主体，摆式列车车体的研究一直处于重要地位。有限元分析的具体问题可以到我们网站了解一下，也有业内领域专业的客服为您解答问题，为成功合作打下一个良好的开端！http://www.nataid.com/

根据摆式列车的运行特点和铁路机车车辆限界的要求，摆式列车采用了新的鼓形断面(见图)。由图可看出摆式列车车体在高度和宽度方面较普通客车都有不同程度的减小，因此，在有限元分析过程中需要重点考虑由于车体断面的减小而引起的扭转刚度和垂向弯曲刚度相应减小的问题。

由于摆式列车可以高于普通车30%的运行速度通过曲线，为了尽量减小横向作用力，减小振动和降低噪声，车体应尽可能轻量化。这样，一方面可以减小列车运行时的牵引力，提高列车启动加速度和制动速度；另一方面可以减小倾摆的动力。

由于摆式列车加装了倾摆机构，在通过水平曲线时，车体围绕摆心产生倾摆运动。车体重心的降低，不仅减小了倾摆动力，而且提高了倾摆时的稳定性，对提高舒适性有一定的好处。

列车运行过程中轨道不平顺以及车体频繁的倾摆运动，要求车体具备相当的扭转刚度和承受交变载荷的能力。由于摆式列车车体横断面较25型客车有所减小，势必造成车体垂向弯曲刚度和扭转刚度的下降，所以在设计过程中需对结构进行化，以满足扭转刚度和垂向弯曲刚度的要求。

鼓形车体钢结构采用中梁薄壁筒形整体承载结构，侧墙为压筋鼓形曲面结构，侧墙下部设有设备舱，从车高到设备舱下部呈曲线平滑过渡。枕外厕所地板、洗脸室地板、车高空调机组处平高板、脚蹬、翻板等易腐蚀部位采用不锈钢板，以提高耐腐蚀能力；圆高板采用压筋不锈钢板；其余外包板(包括波纹地板)及部分梁柱采用镍铬系耐候钢材料，可提高车辆耐腐蚀能力和外观质量，延长客车的寿命。车体比较大限度地做到了轻量化，并向等寿命设计迈进了一大步。

底架钢结构是全车的主要承载部位，它对纵向力及垂向力的传递至关重要。为了减轻重量，底架仍采用中梁的波纹地板结构。波纹地板采用厚12的不锈钢(1C18N9T)制造。底架侧梁采用了由厚6的耐候钢(09CPCN)冷压成的通长型材(断面形状见图)。由于受到转向架空间的限制，枕梁断面较25型车小了许多，传递纵向力的牵引梁断面也大大减小。为了增加枕梁断面模数，在设计时用16M方钢代替25型车枕梁腹板，与上下盖板组成箱形结构(断面形状见图)。为了适应牵引梁、枕梁、缓冲梁承受复杂交变载荷的需要，牵引梁采用了厚6的耐候钢压型结构。

侧墙断面为折线形状，折面处采用圆弧过渡。为了提高整车的垂向刚度，侧墙在窗上下各设2道通长的纵向梁，立柱开缺口与横梁连接。侧柱断面设计成如图所示的帽形结构，并在其上开有减重孔。该断面的断面模数较大，使整车具有良好的抗扭转刚度。

在全车承载结构中，车高钢结构处于较低的应力状态。为了减轻重量，取消了车高纵向梁。中高板采用厚12的不锈钢(1C18N9T)压筋波纹板，这些压筋用来传递纵向力。车高弯梁采用断面形状如图所示的帽形梁，以保证车高钢结构在宽度方向具有良好的刚度。侧高板采用厚3的不锈钢板冷轧成异型断面(断面形状见图)，以增加整车的抗扭转刚度。

端墙钢结构采用蒙皮结构，外端板采用厚2的耐候钢板，端角柱用厚3的耐候钢压成不等边槽形，端高槽钢和端门立柱用厚4的耐候钢压成槽形以增加端墙的刚度与强度。同时，为了简化工艺，端高板与外端板取消了圆弧包板。