基于铆接结构的镁铝合金电气柜轻量化设计

摘要

镁合金是目前工程应用中密度最小、比强度最高的结构金属材料,在轨道交通车辆轻量化应用中具有非常好的前景。近年来镁合金在轨道交通车辆领域的应用主要为安全性要求较低的结构件,为进一步拓宽镁合金在轨道交通车辆领域的应用范围,以某项目车上空调柜为例,探讨一种基于铆接结构的镁合金及铝合金在车上电气柜方面的轻量化设计方法。在原铝合金空调柜的基础上,柜体材质采用镁合金与铝合金相结合的方式,采用铆接的连接方式,对柜体进行了多次材料优化和结构优化,并采用有限元仿真方法进行反复的强度和模态计算的验证,最终优化完成一套结构可靠性更高、产品质量降低13%的设计方案。镁合金与铝合金在柜体中的合理应用、零部件的结构优化和有限元仿真的运用,这三方面的共同作用实现了提升结构可靠性和产品轻量化的效果,该设计思路不仅适用于车上电气柜,对于类似的车下电气设备也具有较强的参考意义。