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国内某A型地铁采用八节编组，其编组方式为：A1*B1*C=D1*D2=C*B2*A2，A为带司机室拖车，B、C、D均为动车。车辆为受电弓受流，采用电动塞拉门，双重地板结构。
为满足车辆运营时的节能要求，需充分考虑车体结构的轻量化，这就要求在满足强度等指标的前提下，对车体各部件进行优化设计。本文论述了对该项目车体结构各部件所作的优化设计，并采用有限元分析验证了车体结构的强度、刚度、稳定性、疲劳性能及耐碰撞性能，为后续项目的类似车体结构设计提供了参考。
车体为A型地铁鼓形车体，采用大断面铝合金型材，整体焊接承载结构。车体结构采用模块式设计，由底架、顶盖、侧墙、端墙、司机室五大�？榧俺堤甯郊楹付�，具有良好的整体承载能力。车体断面图如图1所示，整车三维模型如图2所示。
车体主要技术参数如下：A车车体长度/mm23380B/C/D车车体长度/mm21880最大宽度/mm3092车辆定距/mm15700车钩中心距轨面高度/mm720设计速度/（km.h）。
底架是车体的主要承载结构，很大程度上决定着整个车体的强度和刚度。整个底架由长短地板、牵枕缓、底架边梁、端梁等结构组焊而成，在A车前端设置有防爬器，以满足碰撞时的防爬车要求。该项目采用边梁悬挂的设备布置方法，在进行底架边梁设计时，伸出70mm的筋板用以安装悬挂梁，同时对边梁型材进行优化以满足设备冲击强度的要求。针对以往项目曾经出现过司机室下门角在静强度试验时应力较大的情况，对该处结构进行了优化，如图3所示，通过增加圆弧结构，门立柱与底架边梁焊缝区域的高应力点转移到了圆弧区域的母材上，该处的应力集中效应得到了显著的改善。
顶盖由顶盖边梁、顶盖长梁、支撑梁、空调底板、受电弓底板（仅B、D车有）以及顶盖圆弧板组焊而成。在车体纵向1/4和3/4处设置下沉式空调安装平台。在本项目中，采用端送端回模式的空调平台结构设计，回风通过座椅下方及拐角顶板缝隙，从机组端部回到空调机组，回风口与车内不直接连通。与以往项目常采用的端送底回模式相比，该模式能够有效降低空调机组噪声，有效提高了乘客乘车的舒适度。图为传统的端送底回送回风空调平台结构，图为该项目采用的端送端回送回风空调平台结构。侧墙由侧墙板和门立柱组焊而成，作为顶盖和底架结构的连接部件，侧墙结构直接影响车体的垂向承载和侧偏刚度。该项目车体对侧墙门立柱与顶盖边梁的连接部位作了优化设计，取消了顶盖边梁型材的三角腔体，门立柱相应延长至顶盖边梁主筋板处进行焊接，如图所示。采用这种连接方式，在保证该位置强度的前提下缩短了顶盖边梁的机加工作业时间，提高了生产效率。
司机室采用准流线形设计，前端设置有乘客紧急疏散门，侧门采用电动塞拉门。考虑到以往项目在车体静强度试验时出现过司机室上纵梁斜撑与顶盖端板连接位置出现应力较大的情况，对该连接位置端板的厚度进行了优化，由原来的5mm改为20mm，有效降低了该区域的应力水平。对司机室门立柱和上纵梁的连接结构进行了优化，避免了焊缝交叠的情况，降低了该位置的应力集中效应，如图7所示。
采用A车作为分析对象，车体静强度载荷工况的施加依据标准GB/T7928—2003《地铁车辆通用技术条件》和EN12663-1:2010《铁道应用-铁路车辆车体的结构要求》等标准，共计算了标准要求的24个典型工况，其中部分关键工况的结果如表1所示。在表1所列的几个危险工况中，车体最大的应力均未超过其许用应力，车体的静强度满足标准要求。在超载AW3工况下，车体底架边梁的最大垂向位移为10.99mm，小于技术规格书要求的变形量（15.7mm），车体刚度满足技术规格书的要求。
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