铁路客车车体轻量化设计及仿真分析

研究了铁路客车车体轻量化设计,采用拓扑优化仿真分析了力流的传递路径,通过在力流传递路径上合理设置结构承载梁,从而对端部底架进行了有效地减重设计;同时由于采用先进的激光焊接技术应用在侧墙板与骨架中间的焊接,对侧墙板和骨架板厚都进行了减薄设计,从而减轻了侧墙重量,提升了侧墙美观度。仿真计算结果表明,整个车体在减重1.5 t后的结构可以满足标准要求,最大应力位置为安全系数最小值是1.00,工况为纵向拉伸载荷组合工况,位置在侧墙窗角处。底架纵梁与横梁连接处焊缝疲劳载荷最恶劣,数值为16.4 MPa,满足标准要求。同时对比了整车模态仿真与试验数据,找出了导致偏差的原因,为后续的车体仿真计算提供了指导。