论文摘要
当前，铁路全面提速，极大带动了工厂的技术进步，许多新课题层出不穷。由于铝合金大型挤压材本身具有的特点，使得铝合金车体取得长足发展，为确保所设计的铝合金车体具有足够的强度和刚度，列车舒适性、平稳性、疲劳寿命，本文主要进行了以下几方面的研究：首先，对某公司研制的铝型材头车车体的结构进行几何建模，在建模过程中针对嵌入部分将采用刚度等效法，凡是对该车刚度及强度有贡献的结构，都应当予以考虑，以尽最大可能地反映出该车实际情况。其次，借助有限元分析软件I-DEAS对铝合金车体进行性能仿真分析即刚度、强度、模态、车体结构稳定性分析。通过研究车体的变形规律和应力分布区域，确定车体的刚度和强度的薄弱环节；通过研究无约束和有约束车体的模态分析，确定该车车体振动属性；通过研究车体的稳定性可以掌握结构在外界干扰之下的自我控制能力。再次，针对铝合金地铁车车体焊接结构焊接接头特点，采用ⅡW（国际焊接学会）标准（ⅩⅢ-1539-96／ⅩⅤ-845-96）对车体进行疲劳寿命预测，ⅡW标准给出了许多铝合金焊接接头的S-N曲线，由于这些数据来自实测结果，它考虑了焊缝形状引起的局部应力集中、一定范围内焊缝尺寸和形状偏差、应力方向、残余应力、焊接过程及焊后改善处理措施，所以，可以支持复杂的工程问题，尤其是支持不同设计方案的疲劳寿命对比。最后，针对AAR（北美铁路协会）标准的重要性，以及在我国铁路货车疲劳寿命预测应用的广泛性，本文从技术路线出发，以某工厂生产的货车为实例，给出不同焊接接头在多载荷同时作用下正求疲劳寿命，在规定的疲劳寿命情况下反求其设计应力。