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本文概述了高速铁路的发展概况,同时也介绍了发展我国高速客车的关键技术轻量化和车体材料等。通过对国内外高速客车的参考,设计了承载结构合理的、适合我国发展的高速客车铝合金车体。 根据铝合金车体的特点,建立了结构分析计算模型,详细分析了其结构的强度和刚度,验证了车体结构的合理性。通过对垂向载荷工况、垂向载荷加拉伸载荷工况、垂向载荷加压缩载荷工况、垂向载荷加气动载荷工况和运用载荷工况的分析计算,得出结论:结构的变形协调,强度薄弱的部位主要是因为局部的应力集中造成的。解决应力集中主要是通过减少尖角和局部补强来实现的。 在初始结构满足了刚度和强度的要求后,对设计方案进行了优化。主要方法:(1)在强度富裕处通过降低板厚,使得整车在强度规范规定的工况下,各处应力处于较为相当一致的应力水平;(2)改变车体型材断面,减轻车体的重量。在优化设计模型中,以车体承载结构重量的最轻作为目标,以车体主要的型材的尺寸参数为设计变量,以强度、刚度和板厚的限界作为约束,通过优化分析,获得了车体主要承载构件的轻量化设计参数,并证明了优化方案是合理的。