目前国内大功率交流传动内燃机车部分采用被动方式进行减振,即柴油发电机组与车体底架刚性连接,并采用弹性支承隔振的独立司机室结构,而内燃机车承载式整体燃油箱位于柴油发电机组正下方。随着内燃机车运行速度和牵引能力的提高,作为主动力装置的柴油发电机组在工作状态下传递给底架和燃油箱等结构的振动激励愈发激烈,且燃油箱承载的柴油液体最大超过7吨。在机车运行过程中,箱体内的油液产生晃动冲击,造成燃油箱产生运动变形,而结构的变形反过来会影响油液流场的变化,液体与固体两介质间的相互作用是液固耦合效应的典型特征,在油液的耦合效应下结构振动特性可能会发生变化。燃油箱由于受外部复杂的振动以及内部与油液的耦合效应等作用,都会对结构的安全可靠性产生影响,因此本文基于液固耦合的理论方法对燃油箱结构进行振动特性分析和疲劳寿命评估,主要工作如下:(1)从试验和仿真两种途径探究设计的贮液箱体在油液耦合效应下,结构共振频率等振动特性的变化,利用多轴振动台对贮液箱体进行在空箱和各充液比例下的扫频试验;同时采用液体单元法和虚拟质量法两种数值仿真方法进行液固耦合模态分析,通过对比仿真和扫频试验结果发现:虚拟质量法的计算结果更加接近试验值,且该方法不需要划分液体网格,更加适用于工程复杂结构的液固耦合分析。(2)通过试验和仿真两种方法对承载式整体燃油箱结构进行模态分析,对比燃油箱在各充液比例下的模态仿真和试验结果发现:箱体内油量的增加会降低结构的各阶模态频率,并改变结构的模态振型。由于内燃机车采用被动方式进行减振,柴油发电机组在工作状态下产生的振动激励通过安装座传递到燃油箱,随着机车运行速度的提高,燃油箱的振动愈发激烈。通过机车整车的振动测试,获得了燃油箱结构和柴油发电机组安装座在机车运行状态下的加速度振动响应,而燃油箱的主要响应峰值频率与柴油发电机座的响应倍频率相接近,会导致燃油箱结构产生共振。(3)采用基于频域下的结构振动疲劳分析方法,对燃油箱进行液固耦合效应下的振动疲劳寿命评估,将振动测试的实测数据转换成频域谱并进行加速处理,作为寿命计算的载荷输入。根据结构疲劳寿命结果对燃油箱进行结构优化,使燃油箱满足使用寿命要求。