考虑初始缺陷的动车组铝合金车体结构稳定性分析

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1、考虑初始缺陷的动车组铝合金车体结构稳定性分析谢素明王腾程亚军大连交通大学交通运输工程学院中车长春轨道客车股份有限公司国家轨道客车工程研发中心摘要：基于非线性有限元分析技术，研究带有初始缺陷的动车组铝合金车体结构承载能力•首先，在研究结构稳定性数值分析理论的基础上，归纳总结出基于子结构法进行动车组铝合金车体稳定性分析的技术流程;其次，在EN12663中载荷作用下，对某动车组铝合金车体结构进行线性稳定性分析，指出车体屈曲因子较低部位为底架检查孔结构区域;然后，运用子结构技术，考虑不同初始缺陷对车体进

2、行非线性稳定性分析，获得底架检查孔结构区域的临界载荷分别为1350和1125kN,均低于该区域的线性屈曲临界载荷•建议当类似动车组车体结构线性稳定性分析的屈曲因子较低部位为薄板结构吋，应进行非线性稳定性分析.关键词：铝合金车体;临界载荷;初始缺陷;子结构;菲线性分析;作者简介：谢素明(1965-)，女，教授，博士，主要从事车俩工程CAE关键技术的研究E-mail:smx@djtu.edu.cn.收稿日期：2017-01-14基金：中国铁路总公司科技研究开发计划资助项目(2014J004-N)St

3、abilityAnalysisofEMUAluminumAlloyCar-BodywithInitialDefectXIESumingWANGTengCHENGYajunSchoolofTraJficandlmnsporta^onEngineernig,DalianJiaotongUniversity;CRRCChangchunRailwayVehiclesCo.,Ltd;Abstract：Stablebearingcapacityofstructureisresearchedbasedonth

4、enonlinearfiniteelementanalysistechniquefortheEMUaluminumalloycar-bodywithinitialdcfect.Firstly，thetcchnologicalprocessusedforemalysisofstabilityaccordingtosubstructuremethod,issummarizedatthefoundationoftheresearchonnumericalanalysisofstructuralstab

5、ility.Secondly,underloadspectrumprovidedbyEN12663,thepartlocatedattheareaofinspectionhoieofunder-framewiththelowestbucklingfactorispointedoutwithanalyzingthelinearstabilityofanaluminumalloycarbodystructure.Then,thenonlinearstabilityofthecar-bodywithd

6、ifferentinitialdefectsisanalyzedbyusingsubstructuretechnique,andbucklingloadsattheareainspectionholeofunder-frameare1350kNand1125kNwhichare1owerthanlinearbucklingload.Thenonlinearanalysisshouldbecarriedoutwhonthebucklingfactorofcar-bodystructureissim

7、ilartothiskindofthecar-body.Keyword：alinninunialloycar-body;criticalload;initialdefect;substructure;nonlinearanalysis;Received：2017-01-140引言高速列车轻量化和低重心化等课题in越来越为广大工程技术人员所重视•而铝合金以其较小的密度、较大的比强等优良品质，逐渐被广泛应用于客车车体上,由此进入铝合金车体时代.目前，客车车体结构稳定性的研究主要集中在线性分析方面•刘

8、婷婷等利用相关软件对不锈钢客车车体结构进行线性稳定性分析，得到不锈钢点焊车车体发生屈曲的部位及其屈曲因子宜;岳译新等通过线性稳定性分析，得到了铝合金地铁车车体结构局部发生屈曲失稳吋的临界载荷宜.谢素明和穆伟等对某不锈钢点焊地铁车车体结构进行稳定性分析，并利用子结构技术和变密度法对车体失稳部位的焊点进行布局优化凹•对40t轴重不锈钢矿石专用敞车车体，黄明高和姚曙光等以及王英琳和许平采用增量分析方法，对其进行了线性和非线性屈曲分析，指出侧墙和底架局部失稳部位的线性分析的屈曲因子高于非线性的屈曲因子，