当前阶段我国铁路运能紧张状况基本得到缓解,制约我国铁路行业发展的瓶颈基本得到消除,适应社会主义经济健康发展迫切需要。但目前我国高度铁路仍存在一些不足,其中的突出问题就是路网网络布局尚不完善,区域布局不均衡,局部地区电气化线路匮乏。根据现阶段的实际情况,动力集中内燃动车组设计更加符合现阶段民众出行的需求。动力集中内燃动车组采用3000k W功率D180-16V高速柴油机、主辅一体化交流传动系统、微机控制制动系统等关键技术,最高运营速度160km/h,较好地解决中国铁路干线及支线客运流量紧张的问题,提高铁路客运效率,带来巨大的经济收益,改善广大人民群众的出行条件。由于机车车体结构是机车的承载部分,机车车体钢结构的强度和刚度是机车运行安全的重要指标之一。在机车设计中,研究机车车体钢结构的应力和变形对机车运行过程中造成的影响是设计中一个主要考虑问题。本论文的工作包括以下几部分:(1)根据动力集中内燃动车组的总体的设备布局和相关设备安装定位需求,对动力集中内燃动车组的钢结构进行了初步设计,利用ANSYS软件建立车体钢结构的有限元结构模型。运用有限元分析法对车体钢结构进行4项典型工况进行初步计算分析。根据初步计算结构对原有结构设计中不合理之处进行有效的优化改进,使结构设计更加完善。按照BS EN 12663-1:2010和TJ/JW 102-2017相关标准的要求,对最终改进后结构进行23个静强度计算工况应力分析。完成了整备车体的一阶模态振动分析,以验证整备状态下的设计车体是否与其他主要振源产生共振。(2)动力集中内燃动车组采用整体吊挂燃油箱,燃油箱没有参加整车承载。但燃油箱作为机车运行过程中的重要部件,为避免运用过程中出现强度问题,需要对自身进行有限元分析校核。经过有限元计算分析,该燃油箱结构最大应力均小于许用应力,表明静强度满足BS EN 12663-1:2010标准的相关要求。油箱疲劳强度考核采用Goodman-Smith疲劳极限图。通过对燃油箱进行疲劳分析,该钢结构的焊缝处应力最大、最小值均在Goodman曲线确定的许用应力强度范围内,说明该燃油箱焊缝的疲劳强度能够满足机车运行的强度要求。(3)本文最后对经过结构改进后的车体结构进行了静强度试验,以确保车体在满足设计要求的前提下,其结构强度及刚度的合理性,使得动力集中内燃动车组车体强度和刚度有了很好的改善。目前该型机车已经完成了整车的制造和静强度实验,准备进行运用考核。