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作者：杨悦;肖守讷;刘春艳;朱涛;王侠;
单位：西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室;中车长春轨道客车股份有限公司国家轨道客车工程研究中心;
摘要：为解决高速动车组轻量化技术可能导致车体刚度降低的问题，以某高速动车组轻量化车体结构为研究对象，首先，采用HyperMesh有限元前处理软件建立数值模型，并利用ANSYS进行车体振动模态特性计算。其次，以车体铝结构为目标进行整车模态台架试验，获取轻量化车体铝结构模态频率、阻尼比及振型等模态参数。通过对比仿真与试验结果，发现二者前4阶铝结构模态振型吻合，模态频率最大误差仅为6.55%,出现在一阶菱形模态，仔细剖析仿真与试验结果之间差异的根本原因，从而验证了有限元模型的准确性。最后，针对不同车身高度(3 950,3 900,3 850 mm和3 800 mm)的高速动车组轻量化车体进行振动模态特性计算，并对比分析车身高度变化对车体前4阶模态频率的影响。研究结果表明：该高速动车组轻量化车体铝结构模态变形连续，一阶垂弯频率大于17.5 Hz,满足设计要求；车体一阶菱形频率对车身高度变化的灵敏度最高，随着车身高度的降低，车体一阶菱形频率显著提升，增加了5.8%;一阶垂弯频率呈现先提升再降低的趋势，而一阶呼吸频率和一阶扭转频率则呈现缓慢提升。研究成果全面解决了降低车身高度的轻量化设计与车体模态性能下降之间的矛盾，为指导高速动车组轻量化车体车身高度设计提供了理论支持。
关键词：高速动车组;;轻量化;;车体结构;;有限元分析;;模态特性;;车身高度
基金资助：国家自然科学基金项目(52175123)
