100%低地板轻轨车车体模态分析

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[摘 要]本文采用有限元方法对100%低地板轻轨车车体模态进行了研究，预测车体在某一频域内各阶模态振型及其频率，评定其动态特性能否满足设计要求，进而为铝合金车体结构的合理设计提供依据。本文分析了四种工况下的振型，证明数据计算的合理性并且满足标准。

[关键词]100%低地板轻轨车；有限元；模态分析；振型

中图分类号：TG333.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0361-02

1 引言

针对我国新型城镇化轨道交通发展需求，唐车自主创新研制了100%低地板现代有轨电车等系列产品。

本文以减振、降噪为原则对100%低地板现代有轨电车车体模态进行分析，避免与转向架、有源设备振动传递及共振有直接的关系，以避免共振。

2 车体结构有限元模型

2.1 工程概况

100%低地板地铁铝合金车体主要承载结构由底架，侧墙、车顶及端墙等几大部件组焊而成，车体长度及车型依次为Mc车、M车、Tp车，每节车体长度7至10m之间（三动一拖），最高运行时速77km/h。

2.2 模型建立

本文计算了Mc车和M车两节车厢。车体结构全部离散成薄壳单元，模型共划分为498254个结点，582274个四边形单元和3717个三角形单

元。车体内装质量分别为单独作用在侧墙、地板、顶板上的均布质量，设备以质量点的形式与车体通过支座刚性连接。

2.3 工况和边界条件

边界条件：自由振动。四种计算工况：

工况1：铝合金白车身；

工况2：铝合金白车身+设备质量（刚性连接）；

工况3：完全整备状态：铝合金白车身+设备质量（刚性连接）+内饰质量；

工况4：铝合金白车身+设备质量（刚性连接）+内饰质量+AW2；

2.4 模态计算结果

运用有限元法计算了前20阶的模态，以下只给出前4阶的振型。辨识在5～40Hz频率范围内进行。如表2所示

工况1：（前4阶振型）

3 结果分析

参考文献

[1] 白化同，郭继忠.模态分析理论与试验[M].北京：北京理工大学出版社，2001.

[2] 王勖成.有限单元法[M]. 北京：清华大学出版社北京，2003.

[3] 张文元.ABAQUS动力学有限元分析指南[M].香港：中国图书出版社，2005.

[4] 中华人民共和国铁道行业标准TB/T1335―2005