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1車體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
某型機(jī)車車體采用整體框架式承載結(jié)構(gòu)，由鋼板和一些鋼板壓型件拼接焊而成，主要由底架、側(cè)墻、雙司機(jī)室、可拆卸頂蓋裝置等組成，側(cè)墻板為波紋板，中間走廊，中間低位牽引拉桿傳遞牽引力方式等。
壓縮/牽引機(jī)械阻力符合AAR標(biāo)準(zhǔn)，車體兩端承受3000 kN的靜壓力和2500 kN的靜拉力而不會(huì)產(chǎn)生永久性變形，其他靜強(qiáng)度要求符合UIC 566標(biāo)準(zhǔn)。緩沖器和車體具有超載承受能力。
2車體靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度分析
2.1車體力學(xué)模型
由于電力機(jī)車的車體結(jié)構(gòu)不完全對(duì)稱，所以采用整車模型，整車模型單元總數(shù)311659，節(jié)點(diǎn)總數(shù)3020213。側(cè)墻蒙皮材料采用5275.T2G4，屈服強(qiáng)度275 MPa。車體其它承載結(jié)構(gòu)材料采用屈服極限5355.T2G4，屈服極限355 MPa。對(duì)于所有鋼材型號(hào)，彈性模量E=210000 MPa，泊松比v =0.3。對(duì)于垂向載荷工況和牽引工況，在焊縫區(qū)和有切口效應(yīng)的截而變化區(qū)，取安全系數(shù)為1.65，在無(wú)切口效應(yīng)的非焊縫區(qū)，取安全系數(shù)為1.5。對(duì)于壓縮工況、拉伸工況、抬車工況和司機(jī)室保護(hù)工況，在焊縫區(qū)和有切口效應(yīng)的截而變化區(qū)，取安全系數(shù)為1.1，在無(wú)切口效應(yīng)的非焊縫區(qū)，取安全系數(shù)為1。
2.2載荷情況定義
根據(jù)機(jī)車的合同規(guī)定的工況要求，對(duì)車體進(jìn)行了總共12種靜態(tài)載荷工況的計(jì)算分析。
1)縱向載荷I：在車鉤的結(jié)構(gòu)中心線高度上，沿縱向作用3000 kN的壓縮力；
2)縱向載荷：在車鉤的結(jié)構(gòu)中心線高度上，沿縱向作用2500 kN的拉伸力；
3)縱向載荷IQ：司機(jī)室腰梁上施加300kN的壓力；
4)縱向載荷W：司機(jī)室前端整個(gè)寬度方向上，車鉤頭上方863 mm處的100 mm高的條形區(qū)域施加400 kN的壓力；
5)縱向載荷V：車頂?shù)那安繖M梁上施加300 kN的壓力；
6)縱向載荷VI：排障器中部300 mmx300 mm的區(qū)域上施加137 kN的壓力；
7)極限垂向載荷：車體結(jié)構(gòu)自重及設(shè)備重量乘以動(dòng)荷系數(shù)1.3 ；
8)抬車載荷I：使用整體起吊孔將車體和轉(zhuǎn)向架一起起吊；
9)抬車載荷且：使用內(nèi)架車墊板架起車體和轉(zhuǎn)向架；
10)抬車載荷IQ：使用外架車墊板架起車體和轉(zhuǎn)向架；
11)抬車載荷W：使用I端救援銷孔起吊車體和I端轉(zhuǎn)向架，且端轉(zhuǎn)向架作為支承點(diǎn)；
12)抬車載荷V：使用II端救援銷孔起吊車體和II端轉(zhuǎn)向架，I端轉(zhuǎn)向架作為支承點(diǎn)。
2.3計(jì)算結(jié)果及分析
2.3.1靜態(tài)計(jì)算分析
根據(jù)上述載荷工況及力學(xué)模型，得到的計(jì)算結(jié)果如表所示。
最大應(yīng)力值發(fā)生在壓縮工況，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于材料的許用應(yīng)力值。所有靜態(tài)工況計(jì)算中，按第四強(qiáng)度理論計(jì)算所得的最大應(yīng)力值均小于規(guī)定的相應(yīng)工況下的材料許用應(yīng)力值，說(shuō)明車體的靜強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。
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