25T型客车卧铺安装结构有限元分析

25T型客车卧铺安装结构有限元分析

李秀华1      ,阚亮2 

[中车唐山机车车辆有限公司，063035]

摘　要：对25T型客车卧铺关键结构进行研究，通过Creo软件建立三维模型，导入hypermesh对模型进行前处理，创建其有限元模型，运用ANSYS软件对模型进行典型工况下的静态分析。分析结果表明,卧铺安装结构满足静态性能要求。

关键词：25T型客车；卧铺；有限元

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0 引言

我国幅员辽阔，人口众多，铁路运输是我国交通运输系统的重要组成.对于中低收入出行者来说，卧铺客车相对飞机和高铁有着更低的费用，前者旅途过程中可节省住宿开支，且长距离或过夜出行条件下更有舒适的出行体验[1]。

就发展前景看，非高速列车的卧铺席位仍将占有较大份额，是人们不可或缺的一种出行方式，因此对卧铺车关键部位进行强度校核很有必要[2]。

结合TB1335-1996[3]标准下的卧铺车体仿真计算分析，本文该吊装结构的静态性能进行校核。

1卧铺安装结构说明

本文着重分析卧铺安装结构对车体强度以及刚度影响。卧铺安装一般主要通过与地板、侧墙和车顶三个部位进行连接。与地板连接主要通过角铝和地板连接，下铺通过铺腿与木地板连接；与侧墙连接主要是上铺靠近窗口部分，通过中部支臂，与车体侧墙焊接的上铺安装座连接，其余连接通过螺栓与车体侧墙立柱的钥匙孔固定；与车顶连接主要通过横梁及螺栓与风道吊铁连接。

2卧铺安装结构仿真计算验证

2.1载荷以及工况

整个卧铺结构加乘客的重量为593.8kg，结合重量分布，按照TB1335-1996《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》标准对卧铺吊装结构进行分析，固结计算组合工况见表1。

表1计算工况

2.2有限元分析

采用CREO软件建立卧铺吊装结构的三维模型，应用hypermesh有限元前处理软件对模型进行网格划分，考虑模型结构，采用薄壳单元对其进行网格划分。综合考虑计算精度与机器性能，将网格尺寸定为20mm，并对关键部位进行局部细化，最终得到卧铺吊装结构有限元模型。同时对模型赋予材料属性，其中除地板连接处结构采用6063-T5铝材外，其余车体材料均为钢材。

在整个卧铺重心处按重量分布进行加载，其中重力加速度取9.81m/s2，约束模型两端x、y、z三个方向的平动自由度，不约束转动自由度。将模型导入ANSYS求解后，计算四种工况下的应力以及位移情况。

经过求解，各工况下计算分析的最大应力与位移结果如表2所示。

表2 各个工况下有限元分析结果

其中，工况4为最恶劣工况，最大应力与最大位移均产生在该工况，其中最大应力为90.41Mpa，位于侧墙立柱与上铺安装板连接处，最大位移0.20mm，位于底架波纹地板处，但均满足要求。

3结论

本文通过建立25T型客车卧铺安装结构的有限元模型，结合TB1335-1996标准，校核了模型的静态性能，分析结果表明25T型客车卧铺以及车体设计结构满足要求。

参考文献

[1] 张苹苹. 中片承载式卧铺客车车身结构的研究[D].吉林大学,2015.

[2] 刘羽霄. 直达特快列车软卧车厢的舒适度设计研究[D].北京理工大学,2015.

[3] TB/T1335-1996 铁道车辆强度设计及试验鉴定规范. 

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