基于OptiStruct的轨道车辆车载箱体结构轻量化分析

Lightweight research of rail vehicle box structure based on optistruct

为实现某轨道车辆车载箱体结构轻量化设计,选定箱体设备承载梁和上盖板为优化对象。针对设备承载梁结构,以质量最小化为目标,以保证其一阶垂弯和一阶横弯频率不低于原结构为约束条件,采用拓扑优化方法找到其材料分布概念模型,再采用形状尺寸优化方法确定其具体结构;针对上盖板结构,在降低板厚实现减重情况下,采用形貌优化方法提高其一阶模态频率。最后根据优化结果并结合工艺及安装要求对承载梁和上盖板进行详细设计,并对优化设计后的箱体结构进行强度及模态验证。结果表明:优化后的箱体结构,在保证其强度和刚度的前提下,实现了结构轻量化;在箱体结构设计中,合理运用不同优化方法有利于快速实现结构轻量化。