铝合金车体结构自动参数化建模及刚度分析

张冉1,孙维光1,张健1,2,赵子豪1,高强3 (1.中车青岛四方机车车辆股份有限公司;2.大连交通大学 机车车辆工程学院;3.大连理工大学 工程力学系)

摘要:基于铝合金车体断面CAD图纸,提出了快速、全自动提取车体断面中线和厚度的方法,并实现了断面中线分组、网格划分、厚度、材料属性的自动生成和赋值。在此基础上,基于MATLAB软件自主开发了铝合金车体结构建模和刚度分析专用软件。专用软件可利用车体梁柱截面的CAD 图纸,自动建立车体的门、窗、牵引梁、枕梁、缓冲梁、门立柱、端墙结构的有限元模型,并实现与车体断面有限元网格的自动完全匹配。同时,自动施加约束和载荷并形成分析工况,从而建立整车结构的参数化有限元模型,实现车体结构刚度的快速有限元分析。通过与人工创建的车体结构有限元模型刚度对比,验证了基于上述方法自动建立参数化铝合金车体结构有限元模型的正确性。

关键词:铝合金车体;参数化模型;有限元;刚度;模态