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摘要
目的：车体结构减重已面临瓶颈，需通过合理选择车体材料来实现减重，故提出了一种应用于100%低地板轻轨车的碳纤维和铝合金材料混合车体减重方案。方法：以某100%低地板轻轨车全焊接铝合金车体为对比对象，分析其车体结构和车体各部位所用材料，并对铝合金车体进行静强度仿真分析。结合各大部件应力水平，按材料减重和安全可靠的思路，提出碳纤维和铝合金材料混合车体方案。其中，确定应力水平较高的车体底架仍采用铝合金型材，其余侧墙、车顶及端墙等部件采用碳纤维+PVC(聚氯乙烯)泡沫复合材料，碳纤维牌号选取T300,碳纤维大部件间采用铆接结构连接。根据EN 12663-1:2010,对碳纤维和铝合金材料混合车体结构进行静强度仿真分析，并运用Tsai-Wu强度准则计算面内应力强度因子，对碳纤维和铝合金材料混合车体进行评价。总结了碳纤维材料的优点及在车体应用的注意事项。结果及结论：碳纤维和铝合金材料混合车体质量比全焊接铝合金车体质量减少15%以上。仿真计算结果表明，碳纤维和铝合金材料混合车体的强度满足要求。说明采用碳纤维和铝合金材料混合车体兼顾了轻量化设计要求和强度要求。
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单位中车唐山机车车辆有限公司
