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随着高速动车组开行量和运行里程的大幅增加,动车组的检修和安全状态评估被提上了日程。截至目前,大量动车组已进入五级修修程,针对动车组结构进行服役状态及安全规律的研究有着重要的意义。本文选取CRH380A动车组车体结构,借助有限元分析软件完成强度分析和疲劳裂纹扩展分析,并结合基于FAD失效评定图的SINTAP/FITNET安全评定方法,对车体关键部位进行了安全状态及裂纹扩展寿命的评估计算。选取CRH380A型动车组车体为研究对象,建立车体有限元分析模型,依据“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”确定边界条件,在Hypermesh软件中进行前处理和加载并于ANSYS软件中进行分析计算,完成车体静强度和疲劳强度分析。计算结果表明,车体结构的静强度和疲劳强度均满足要求,且底架牵引梁与横梁连接处等部位为车体结构关键部位。利用有限元仿真计算得到关键部位的载荷-应力传递系数,并通过截断奇异值分解法避免了传递矩阵的病态问题;对车体底架关键部位进行线路动应力跟踪试验,将得到的动应力实测数据进行载荷识别,得到了车体在线路上所受垂向载荷、车钩纵向压缩载荷、车钩纵向拉伸载荷、中心销局部载荷、扭转载荷的实际值。采用Abaqus中的扩展有限元方法,建立了车体底架横梁部位的有限元模型,以识别出的实际垂向动载荷作为输入进行裂纹扩展计算,得到了不同初始裂纹长度下的横梁结构剩余寿命和对应的裂纹扩展尺寸。通过基于FAD失效评定图的SINTAP安全评定方法,对车体底架牵引梁与横梁焊接部位进行了安全评估。评定结果表明,在假定裂纹形式为半椭圆表面型裂纹的前提下,裂纹形状a/c的值对结构的安全性影响较小,影响安全性评定结果的主要参数是裂纹深度a;并在此基础上得出牵引梁与横梁焊接部位的临界裂纹尺寸为5.3～5.7mm。该评估方法为服役结构的裂纹扩展寿命研究提供了一种分析思路。图43幅,表28个,参考文献54篇。