2.4 强度计算结果分析

2.4.1 车顶C型槽强度校核

车顶C型槽在两种工况下的应力云图如图4所示，从图中可以看出C型槽的最大应力为188.51MPa，发生在滑块吊装部位，小于其材料的许用应力215MPa，满足强度设计要求。

2.4.2 滑块内螺纹强度校核

水箱吊装螺栓规格为M12X110，螺距1.5，螺纹公差6g；依据标准ISO965-2，M12-6g外螺纹的螺纹大径尺寸为11.966~11.701mm，选取滑块上的内螺纹为M12-6H，则内螺纹的螺纹中径尺寸为11.063~10.863mm。

当滑块内螺纹在轴向载荷作用下所有螺牙被剪断时则认为螺纹失效，此时轴向载荷W为：

W＝π*ｄ*C*Z*τ（1）

其中：

C＝(P／2)＋(ｄ－D)tanα＝1.387~1.118mm

Z＝(L－0.5P)／P＝11.5

ｄ：外螺纹大径＝11.966~11.701mm
D：内螺纹中径＝11.063~10.863mm
P：螺距＝1.5mm
α：螺纹角＝30°
L：滑块厚度＝18mm
τ：滑块材料的剪切强度极限

由此，依据式（1）可求得W=184322~233850N，由于螺纹尺寸存在公差，则使螺纹失效的轴向载荷在184322~233850N之间，即螺栓上的轴向总载荷不应超过184322~233850N。

通过有限元计算可知，螺栓的最大轴向载荷为26497N，小于滑块内螺纹许用载荷，滑块满足强度设计要求。

2.4.3 螺栓联接强度校核

1）螺栓轴向应力校核

通过有限元计算可知，螺栓的最大轴向载荷为F=26497N；M12粗牙螺栓的公称应力面积As=84.3mm^2，根据机械设计手册，螺栓最大名义应力为：

由表1可知，A2-70螺栓的屈服强度为450MPa，螺栓的名义应力408.6MPa<450MPa，因此，螺栓满足强度设计要求。

2）横向滑动性校核

水箱吊装支座在表2所示的两种载荷工况下，其接触状态云图如图5、图6所示。从图中可以看出，螺栓垫片与水箱支座处于接触状态，结构整体未发生横向滑动，满足螺栓连接固结强度要求。

3 结论和展望

借助于ANSYS有限元分析软件，通过对动车组车内水箱吊装C型槽、吊装滑块及联接螺栓进行强度分析及校核，基本掌握了水箱吊装结构整体的应力水平及其安全余量，对结构吊装型式的改进优化具有一定的指导意义。

本文仅针对动车组车内水箱吊装结构静强度进行了简单分析计算。而对于车下吊装设备而言，由于动车组高速运行过程中，设备承受振动、冲击、气动压力等交变载荷，其工况更加复杂恶劣。因此，整个结构的疲劳可靠性更是至关重要，尤其是吊装结构关键焊缝的疲劳寿命分析。这些问题有待在今后工作中进一步探索和研究。