车体是地铁车辆系统的核心承载部件,车辆运行过程中,车体需要承受自身重力、车上吊装设备载荷、车厢之间的作用力等。车体结构要满足安全性、可靠性及其相关的标准规范要求,在满足相应技术标准的前提下,提高经济效益,降低制造成本,轻量化是车体结构设计的重要手段。以中车唐山机车车辆有限公司研发的某B型地铁铝合金车体为研究对象,对其结构进行了静强度分析、现场试验、轻量化研究、预应力模态分析。1)利用Hypermesh软件,抽取车体结构中面,根据模型简化和网格划分原则,建立该车体的有限元模型。2)对车体进行10种工况下的静态分析,计算了各工况下的应力安全系数和相当弯曲刚度,分析结果满足EN12663-2010和GB/T7928-2003标准关于强度、刚度的评定要求。依据TB/T2541-2010标准关于车辆静强度试验的规范要求,对车体完成现场试验。车体静强度试验结果表明,各试验工况下测试点的应力值满足标准要求,试验结果与计算结果一致性较好,验证了车体有限元模型的正确性。3)基于Opti Struct软件对车体进行应力和位移灵敏度分析,筛选出合适的设计变量对车体结构进行尺寸优化。优化后的车体减重339kg,减重比为5.22%,轻量化效果明显,并对优化后车体进行静强度校核。4)采用预应力模态分析法,分析了车体在启动和制动过程中的预应力模态,分析结果满足TB/T3115-2005标准对车体模态的评价要求。通过有限元仿真计算、试验测试、车体轻量化、预应力模态分析,验证了该铝合金车体结构满足强度、刚度和模态方面的标准要求。研究结果为地铁车体的设计制造提供了一定的参考价值。图76幅;表15个;参57篇。