基于EN12663：2010标准对某动车组设备舱结构分析研究

刘德壮

（吉林铁道职业技术学院 铁道车辆学院，吉林 吉林 132000）

动车组设备舱作为动车组车下设备重要组成部分，其结构的强度性能直接影响乘客的安全性，因此需要对动车组设备舱进行有限元分析。本文依据EN12663：2010标准[1]，对某动车组设备舱结构静强度进行分析。

1 基本算法

对设备舱结构进行静强度分析时，需要保证其应力值小于材料的许用应力[2]，即式（1）所示：

σ为车体各部件的计算应力值或试验应力；式中 [σ]为许用应力值；σ2为对应材料的屈服极限；n为安全系数。

设备舱的整体构架材料为铝合金，材料参数如表1所示：

表1 材料参数表

2 动车组设备舱结构静强度分析

2.1 建立有限元模型

在Hypermesh仿真软件中建立有限元模型，模型以任意四节点薄壳单元为主，三节点薄壳单元为辅，单元总数为991090，结点总数为1086757。

2.2 载荷及边界条件

根据TJ/CL342-2014《时速250公里动车组暂行技术条件》规定的气动载荷工况施加载荷，在计算工况中选取主要的二种静强度工况进行设备舱强度分析，计算载荷工况如表2所示：

表2 设备舱度分析工况汇总

位移约束为与设备舱连接的车体断面约束为x=0，y=0，z=0。

2.3 静强度计算结果分析

采用ANSYS分析软件对设备舱结构进行静强度分析。通过计算，设备舱的静强度分析最大结果如图1、图2所示：

图1 载荷工况一作用下应力云图

图2 载荷工况二作用下应力云图

如图1所示，在载荷工况一作用下，该设备舱的最大Von.Mises应力为141MPa，最大应力点发生在设备角铁上。如图2所示，在载荷工况二作用下，该设备舱的最大Von.Mises应力为181MPa，最大应力点也发生在设备角铁上。

3 结语

根据有限元分析计算结果，在载荷工况一作用下，该设备舱的最大Von.Mises应力为141MPa。在载荷工况二作用下，该设备舱的最大Von.Mises应力为181MPa，最大应力点都发生在设备角铁上。由于设备角铁材料的许用应力为205MPa，故二种工况下设备舱的静强度均满足强度要求。