基于刚柔耦合动力学的地铁车辆车体振动疲劳研究

摘要

车体是铁道车辆重要的承载结构,承受来自乘客和转向架动态载荷,其结构的可靠性直接关系车辆服役安全性。首先基于现有车体标准EN12663对车体静强度及疲劳强度进行研究,识别了标准载荷下车体的静态薄弱位置。为了进一步识别车体在服役条件下薄弱位置,基于刚柔耦合动力学理论和有限元方法,建立了考虑车体柔性的地铁车辆刚柔耦合动力学模型;利用模态应力恢复法,对各种服役模式下的动态薄弱位置进行了识别,分析了对各个薄弱位置贡献较大的车体模态。最后,基于地铁刚柔耦合动力学模型,分析了车辆在各种服役工况下车体薄弱位置特征动应力,并基于蒙特卡洛抽样及Miner线性累计损伤理论对车体结构关键焊缝的服役寿命进行预测。