随着高速动车组的普遍运行，对于高速列车车体强度方面的要求也越来越高，必须满足列车相关方面所规定的标准。本文以某高速列车中间车车体为例，在ＥＮ１２６６３车体强度评定准则的基础上，结合该动车组车体强度的计算特点，制定出高速车体静强度计算工况，对其刚度及强度进行了计算与有限元分析，并且对结果进行评判。
      铝合金车体主要采用大型中空挤压型材，其厚度方向的尺寸远小于其他两个方向的尺寸，可以忽略沿厚度方向的应力变化。本文利用ANSYS建立车体有限元模型，由于车体受力情况复杂，需要承受纵向和横向剪切、垂向弯曲、纵向拉伸和压缩等载荷，因此建立车体有限元模型时采用ｓｈｅｌｌ６３壳单元。选择合适单元尺寸，参照车体实际结构尺寸，对车体局部位置人工网格控制，使整个模型具有较好的网格精度。由于整车车体是对称模型，故选择半车进行有限元模型的建立及分析，节省了大量时间和运算步骤。建立的中间车车体有限元模型如图１所示，共包含１５５２２６个单元，１１６０２１个节点。
      Ａ７Ｎ０１铝合金是Ａｌ-Ｚｎ-Ｍｇ系的中强可焊合金，在轨道列车结构材料中被大量使用，其焊接性能和焊缝质量都比较优越，是非常理想的中等强度结构焊接材料，但Ａ７Ｎ０１的焊接接头在轨道列车应用中也有应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳等缺点。本高速列车所用的Ａ７Ｎ０１铝合金是我国国产的材料，其焊接填充材料采用ＳＡＦ５３５６焊丝。Ａ７Ｎ０１铝合金及焊缝材料属性见表。
      参考ＥＮ１２６６３标准，结合该动车组车体强度计算特点，制定出高速列车车体静强度计算工况，其中部分工况状态见表。
      具体载荷处理如下：
     （１）对于车体自重，在ANSYS前处理模块中输入车体铝合金材料的密度和重力加速度，程序根据模型各单元表面积、单元实常数自动将单元载荷因子的信息记入总载荷进行计算。
     （２）车内设备（如座椅）、乘客、行李等载荷，以均布载荷的形式作用在底架的侧梁上。
     （３）车顶空调设备、车体牵引变流器和冷却装置，按照设备安装点的实际位置，以集中载荷的形式平均作用在相应的节点上。
      利用车体垂向载荷工况（工况１）计算的表形值来校核车体的刚度，计算得到了车体最大变形，如图２所示。由图２可知，车体底架侧梁垂向变形为６.８７ｍｍ，相对变形较小，满足ＥＮ１２６６３标准。
      车体在第１～第６工况作用下，最大当量应力为２１４．４１８ＭＰａ，产生于第５工况作用时，出现在车门门角处。同时车体上当量应力较大的部位还有车底设备悬挂处、车体侧墙与底架交界处，而其余部位的应力则较小。
      机车车辆承载结构在相关标准规定的载荷作用下，其静强度满足设计和运行的条件为：
     （１）在正常运行载荷作用下，其最大Ｖｏｎ＿Ｍｉｓｅｓ应力不大于车体材料的许用应力，即：σｍａｘ≤［σ］．（１）
     （２）在运行中最大载荷（发生行车事故时承担的载荷）作用下，其最大Ｖｏｎ＿Ｍｉｓｅｓ应力不大于制造材料的屈服极限σｓ，即：σｍａｘ≤σｓ．（２）
      上述工况中，工况１为正常运行载荷，用式（１）进行校核，材料的许用应力用材料屈服极限σｓ与安全系数Ｓ的商计算，根据我国标准《２００ｋｍ／ｈ及以上速度级铁道车辆强度设计及试验鉴定暂行规定》，正常运行载荷下安全系数Ｓ＝１.５。Ａ７Ｎ０１铝合金材料屈服极限为２９５ＭＰａ（不考虑焊缝处），则材料许用应力为１９７ＭＰａ，所以该车体满足静强度要求。
      工况２～工况６为非正常运行载荷，按式（２）进行校核，材料屈服极限为２９５ＭＰａ，故满足静强度要求。
      结论：
     （１）在静载荷作用下，车体结构变形协调，底架侧梁垂向变形为６．８７ｍｍ，相对变形较小，满足刚度要求。
     （２）参照ＥＮ１２６６３标准确定车体的６个静载荷工况，在静载荷作用下，车体最大当量应力为２１４．４１８ＭＰａ，产生于工况５，出现在车门门角处，该最大当量应力小于材料的屈服强度，满足静强度要求。

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