某型地鐵牽引軌道車是一種服務于地鐵建設、運營及維護的工程車輛，為無動力的其它地鐵車輛提供牽引動力。車體作為機車的承載部件，在運行中承受著較大的垂直載荷、水平及橫向沖擊載荷，通過車鉤為其它車輛提供牽引及制動作用力，因此，車體應有足夠的強度及剛度，能夠承受在運營過程中各種異常沖擊載荷和疲勞強度載荷，滿足強度分析設計要求，同時也應滿足相關標準的要求。
      1.車體結構特點
      某型地鐵牽引軌道車車體采用整體承載結構由底架、側墻、雙司機室，可拆卸頂蓋、設備安裝臺架等焊接而成，組成一個箱形殼體結構，焊接結構全而采用EN 15085標準進行設計、制造及檢驗。車體同時也采用模塊化結構設計，底架采用貫通式中心縱梁、底架左右側梁三大縱梁及變壓器梁、枕梁、端牽引梁三大橫梁結構.以使底架有較大的縱向剛度。司機室采用左右側墻、前墻、頂蓋結構，在前墻、頂蓋的兩側和司機室前窗上下部設計為較大剛度的箱形結構。在側墻上部設計了二個較大的縱向箱形梁結構，以使其具有較大的縱向剛度和垂向彎曲剛度。
      車體的結構強度采用EN 12663《鐵路應用-鐵路車輛車體結構的強度要求》，UIC 566《客車車體及其部件的載荷》，TB/T 1335《鐵道車輛強度設計及試驗規范》及E RRI-B 12/RP 17《鐵道貨車》等確定，要求車體兩端能承受1 200 kN的靜壓力和1 000 kN的靜拉力，在承受標準規定的司機室保護載荷，縱向、橫向、垂向沖擊載荷，車體起吊等異常載荷時，車體不會產生永久變形。
      2.車體強度計算分析
      2.1.車體強度計算力學模型
      車體強度計算采用ANSYS大型通用有限元分析軟件，對車體的主體結構進行力學建模，由于車體結構不完全對稱，采用整車結構模型，主體結構離散為三維殼單元，前/后從板座離散為實體單元，設備質量離散為三維質量單元，二系彈簧懸掛系統離散為三維彈簧單元。車體有限元計算模型由220163個節點和271443個單元組成。牽引軌道車車體強度計算模型如圖所示。
      車體結構材料采用Q345B制造，屈服強度為345 MPa，對于材料非焊縫區，材料的許用應力取其屈服強度(345 MPa)，對于焊縫區，材料的許用應力取其屈服強度除以1.1(314 MPa)。對于垂向載荷工況和牽引制動工況，安全系數取為1.5，對于各靜態載荷工況，安全系數取為1。
      2.2.車體靜強度載荷工況
      根據相關標準和車體技術規范要求，對車體進行了16種靜強度載荷工況的計算分析。
      1)縱向壓縮工況：在端牽引梁車鉤中心線高度的后從板上作用1200 kN縱向壓縮載荷和1.3g車體及設備質量載縱向5g設備質量沖擊載荷。
      2)垂向沖擊載荷工況：垂向3g設備質量沖擊載荷。
      3)橫向沖擊載荷工況：1g車體及設備質量載荷，橫向1g設備質量沖擊載荷。
      4)牽引座沖擊載荷工況：牽引座轉向架縱向3g沖擊載荷和1g車體及設備質量載荷。
      5)單點頂車載荷工況：在車鉤托板下而頂起車體，另一端二系簧支撐。

                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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