第2章 高速列车端部底架结构功能部件应力有限元分析

2.1 引言

高速列车端部底架结构采用大型铝合金挤压型材和板材焊接而成，由于端部底架结构十分庞大，导致其各功能部件在服役过程中承受的应力分布状态十分复杂。复杂的应力分布状态直接影响着高速列车端部底架结构的承载能力以及安全服役寿命等问题。直接对端部底架结构的应力分布状态进行试验检测十分困难，在操作时间以及经济效益上都会产生巨大的浪费。目前，采用有限元法（Finite Element Method，FEM）求解复杂微分方程是最为高效的计算手段之一，常用于复杂工程结构的强度及可靠性计算。因此，通过有限元法对复杂工程结构进行仿真模拟，计算其应力分布和位移变化量，是评估高速列车端部底架结构服役状态的关键。

本章采用有限元法对高速列车端部底架结构建立有限元模型，确定结构承受的理论计算载荷（包括承载的大小、方向以及作用点等），并且施加合理的边界约束条件。通过模拟实际服役过程中受到的外部载荷，获得端部底架结构关键功能部件的应力分布和位移分布状态，并以此作为服役材料断裂力学性能评估的工程背景和设计依据。高速列车端部底架如图2-1所示。