第2章 高速列車端部底架結構功能部件應力有限元分析

2.1 引言

高速列車端部底架結構采用大型鋁合金擠壓型材和板材焊接而成，由于端部底架結構十分龐大，導致其各功能部件在服役過程中承受的應力分布狀態十分復雜。復雜的應力分布狀態直接影響著高速列車端部底架結構的承載能力以及安全服役壽命等問題。直接對端部底架結構的應力分布狀態進行試驗檢測十分困難，在操作時間以及經濟效益上都會產生巨大的浪費。目前，采用有限元法（Finite Element Method，FEM）求解復雜微分方程是最為高效的計算手段之一，常用于復雜工程結構的強度及可靠性計算。因此，通過有限元法對復雜工程結構進行仿真模擬，計算其應力分布和位移變化量，是評估高速列車端部底架結構服役狀態的關鍵。

本章采用有限元法對高速列車端部底架結構建立有限元模型，確定結構承受的理論計算載荷（包括承載的大小、方向以及作用點等），并且施加合理的邊界約束條件。通過模擬實際服役過程中受到的外部載荷，獲得端部底架結構關鍵功能部件的應力分布和位移分布狀態，并以此作為服役材料斷裂力學性能評估的工程背景和設計依據。高速列車端部底架如圖2-1所示。

圖2-1 高速列車端部底架