基于不同评估方法的高速动车组车体结构气动疲劳性能研究

基于ⅡW-2008和EN1999-1-3标准中名义应力法及ASME-2007标准中结构应力法,研究高速动车组铝合金车体焊接结构的气动疲劳问题.总结接头名义应力与结构应力的选取位置及计算过程,明确各疲劳评估方法的分析步骤,并对两种焊接工艺的铝合金对接接头进行疲劳分析,结果表明:无垫板的疲劳寿命次数高于带垫板的,基于EN1999-1-3标准的无垫板的疲劳寿命次数约为带垫板的1.68倍;在GB/T 32059-2015中的气动疲劳载荷作用下,采用名义应力法和结构应力法对某高速动车组铝合金车体焊接结构进行疲劳分析,累积损伤值较大的部位为司机室侧墙、车顶焊缝等区域.ⅡW-2008和EN1999-1-3标准中接头FAT等级相同的接头S-N曲线不一致,导致具有相同的名义应力的接头累积损伤不同.通过对司机室大侧窗下的三种结构设计方案的关键焊缝的结构应力分析获得其最终设计方案.基于结构应力法的司机室侧窗角焊缝与司机室立柱与地板角焊缝的累积损伤分别为0.736和0.658,低于名义应力法的计算结果.建议高速动车组车体气动疲劳设计时应重点考察铝合金司机室的焊接结构.