大轴重货车车体结构改进与优化设计

贺泰雄1，王剑1，王兆明2，刘昱甫3 （1 大连交通大学 机车车辆工程学院；2 青岛四方阿尔斯通铁路运输设备有限公司；3 中国铁路沈阳局集团有限公司 沈阳车辆段）

摘要：大载重、大轴重作为货运车车辆发展的重要方向，在提高载重与轴重的同时保证车体的安全使用至关重要。文中针对某大轴重货运车体在运用过程中出现裂纹开裂问题进行了深入研究。针对车体的开裂原因进行了试验分析，提取了挡车过程车钩载荷、挡车座应变数据，根据测量数据推算了最大工作载荷，并对车体进行了车体强度分析，得出异常载荷导致裂纹开裂的结论，并结合有限元方法以及形状优化理论对车体提出改进方案。在此基础上，将子模型技术与代理模型相结合应用在车体底架的尺寸优化中，通过拉丁超立方抽样进行试验设计，并根据试验设计结果建立Kriging响应面，以最小化底架质量、最小化底架最大Von.mises 应力为目标，进行多目标优化，优化后车体底架的质量降低了3.8%，且能满足车辆的纵向拉压、挡车的运用要求，并结合仿真方法验证了优化结果的可行性。

关键词：货车车体； 裂纹开裂； 形状优化； Kriging响应面； 尺寸优化