第44卷第3期2023年6月文章编号：1673-9590(2023)03-0001-06大连交通大学学报JOURNALOFDALIANJIAOTONGUNIVERSITYVol.44No.3Jun.2023地铁B型车不锈钢点焊车体有限元建模方法对比分析卢耀辉"²，李腾宇²，张志强²，史潇博"，刘贝尔²（1.西南交通大学机械工程学院，四川成都610031；2.西南交通大学唐山研究生院，河北唐山063000)摘要：以某B型不锈钢地铁车体为对象，研究建模方法对车体有限元分析的影响，包括静强度、刚度和模态分析。首先采用CAD建模软件建立了车体的精细几何模型，然后基于厚度叠加原理，建立了无点焊等效厚度的车体板壳模型，同时建立了采用CWELD焊点单元精确模拟点焊的车体板壳模型。在此基础上，依据BSEN12663-1:2010标准，确定了车体强度评价载荷工况，对比分析了两种建模方法的有限元分析结果，验证了简化建模方法的有效性。对两种模型车体理行计算，模态分析结果表明，有点焊模型模态频率较高，刚度结果表明有点焊模型刚度较大，静强度结果表明有点焊模型强度较高。采用等厚度叠加原理的车体建模计算结果偏于保守，在工程设计和分析中采用是可行的。关键词：不锈钢车体；CWELD单元；车体建模；有限元分析；板壳单元文献标识码：A随着社会的发展与进步，城市交通结构的升级,地铁为解决城市交通拥挤提供了保障，地铁不仅运量大、速度快、节约地面空间，而且低碳绿色、减少噪音。地铁出行已成为很多人的选择[]。如今，在众多的轨道车辆中大多采用不锈钢车体，因为它重量轻、耐腐蚀性优越、变形量小、残余应力低、易于挤压成型[2-4]。车体作为地铁车辆最重要的承载结构，在设计阶段对其进行相关力学性能的分析显得尤为重要，但是车体的有限元分析与模型的建立有很大的关系。在实际的车体中焊点数量繁多，一辆不锈钢车体上通常有高达50000个点焊焊点,这些焊点一般用于底架横梁与地板、侧墙梁与蒙皮、端墙梁与蒙皮，以及车顶骨架与车顶板的连接中[5]。很多分析会简化焊接或者其他连接方式，计算仿真中经常会因为简化模型而导致误差。在焊接时,因为焊缝区域产生的热量不能及时散失，容易造成车体的焊接变形，而点焊能够明显减少焊接变形，所以通常使用点焊作为车体连接形式，点焊是地铁车辆等不锈钢金属薄板结构的主要连接方式。点焊结构紧、重量轻、强收稿日期:2022-01-17基金项目：国家自然科学基金资助项目（51275428）；四川省科技厅重点研发计划项目（22ZDYF3050）第一作者：卢耀辉（1973一）,男,教授。E-mail:yhlu2000@swjtu...
