小型磁浮交通车辆车体结构及性能分析

王剑博1，马卫华2，冯涵1，王波2，李刚1，吕荣斌1，方吉3（1.中车长春轨道客车股份有限公司磁浮研究所；2.西南交通大学超高速真空管道磁浮交通研究中心；3.大连交通大学詹天佑学院）

摘要：[目的] 磁浮交通车辆车体是承受运营载荷与安装设备的关键承载结构，其结构性能直接影响着列车运行的安全性与乘坐舒适性。为确保新研制的小型磁浮车体满足严格的运营需求，有必要对其结构性能进行全面分析与验证。[方法] 依据CJ/T 375—2011、EN 12663-1:2010 及IIW-2008等标准，基于有限元法建立头车车体离散模型。车体铝合金型材与碳纤维复合板蒙皮采用壳单元模拟，硬质泡沫芯体采用实体单元模拟，铆钉与螺栓连接通过梁单元等效。性能分析涵盖了10 种模拟运营极限载荷工况与4 种模拟运营疲劳载荷工况，系统考察了车体在垂向、纵向设备冲击，以及架车、起吊等多种载荷工况下的力学响应。[结果及结论] 车体承载结构静强度最小安全系数为1.45，各工况下最大应力均低于材料许用应力。基于疲劳累积损伤理论的最大损伤值为0.536，满足抗疲劳性能要求。整备状态下，车体一阶垂向弯曲频率为28.439 Hz，满足共振规避要求。

关键词：磁浮交通； 车辆； 车体结构； 静强度； 疲劳强度；模态分析； 有限元仿真