中低速磁浮列車車體輕量化設(shè)計.pdf

1、隨著城市化的迅猛發(fā)展，城市軌道交通形式呈現(xiàn)多樣化的趨勢，中低速磁浮列車作為一種具有安全性好、振動噪聲小、運營維護(hù)成本低、轉(zhuǎn)彎半徑小、爬坡能力強、地形環(huán)境適應(yīng)能力強等諸多優(yōu)勢的新型交通形式，能夠很好地適應(yīng)不同城市的地理人文環(huán)境，將逐漸成為未來城市軌道交通和市域軌道交通的選擇。
　　本文針對全新設(shè)計的時速160km/h三懸浮架懸浮系統(tǒng)的中低速磁浮列車進(jìn)行了車體設(shè)計工作，介紹了三懸浮架結(jié)構(gòu)的中低速磁浮列車運行原理和結(jié)構(gòu)，指出其特點對車體

2、設(shè)計工作的影響;根據(jù)磁浮列車的特點分析了車體的載荷工況;以車體輕量化作為設(shè)計導(dǎo)向，采用模塊化設(shè)計方法形成了中低速磁浮列車車體輕量化方案;對車體結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行了有限元分析，得到以下研究成果:
　　1)中低速磁浮列車主要功能系統(tǒng)包括懸浮和導(dǎo)向系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)、制動系統(tǒng)，列車的牽引不再依靠黏著力且整列車全部有動力，因此列車系統(tǒng)的載荷分布和傳遞與輪軌列車有極大的區(qū)別。在三懸浮架磁浮列車系統(tǒng)中，由于懸浮架數(shù)量和結(jié)構(gòu)的改變，車體長度、車體支撐位置

3、和數(shù)量與以往車體不同。中低速磁浮列車的特點致使車體的設(shè)計工作必須以輕量化為主導(dǎo)。
　　2)中低速磁浮列車車體主要載荷分為垂向載荷、縱向載荷、橫向載荷，由于磁浮列車的結(jié)構(gòu)和功能特點，車體載荷與傳統(tǒng)軌道交通車輛也有很大區(qū)別，在詳細(xì)分析三懸浮架中低速磁浮列車載荷特點后，確定了空車工況、超員靜載工況、超員曲線通過工況、兩種救援工況共5個工況載荷。
　　3)借鑒已有磁浮列車以及傳統(tǒng)軌道交通車輛車體材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進(jìn)行了車體設(shè)計，將車

4、體分為6大模塊，選用了整體鋁合金框架結(jié)構(gòu)和新材料三明治泡沫夾層板結(jié)構(gòu)結(jié)合的方案。模塊化設(shè)計有利于車體的快速設(shè)計與更改，對不同尺寸車體適用能力強，將三明治板和鋁合金型材模塊化后也便于加工和安裝，極大提高設(shè)計和生產(chǎn)效率。
　　4)根據(jù)中低速磁浮車體設(shè)計方案建立了車體有限元模型，進(jìn)行了強度校核和局部結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作，形成了滿足各工況載荷運用要求的車體結(jié)構(gòu)方案。泡沫材料在該車體結(jié)構(gòu)中主要承受剪切應(yīng)力，其所能承受的最大剪切應(yīng)力有0.7MPa左右