随着高速动车组运行速度不断的提高,动车组车体受到的实际动载荷越来越大。车体母材自身缺陷或是车体制造过程中产生的缺陷在实际运行中长期受线路随机载荷的作用而产生疲劳损伤,当这种损伤积累到一定程度时就会导致承载构件产生裂纹,引起疲劳破坏,影响车体机构安全可靠性,进而会严重危及车辆的运行安全。某高速动车组车体横梁在检修时发现了疲劳裂纹,本文对车体的疲劳裂纹扩展的寿命和裂纹扩展路径的研究对提高我国动车组的可靠性和安全性具有重要意义。本文选取高速动车组CRH2型动车组车体为研究对象,在其二维图模型基础之上对车体进行三维模型以及有限元分析模型的创建;依据JIS E7106标准确定各工况下的载荷并且在ANSYS有限元软件中进行加载计算,进行该型动车组整车车体的静强度分析以评估其设计是否合理。计算所得车体各位置的等效应力都在各位置材料的许用应力范围内,表明该车车体结构的静强度满足要求;在扭转载荷作用下,车体结构上的最大应力幅均在各个位置材料的疲劳许用应力值之内,因此该车型车体结构在静强度加载下的疲劳强度满也满足要求。以整车车体计算结果为基础选取车体关键位置并且对车体关键部位采用子模型研究方法,对车体关键部位进行更加细致的应力分析。运用子模型法对于动车组关键位置的细致应力分析提高了其计算精度,也为未来对车体局部静强度分析研究提供了一个思路。选取高速动车组车体关键位置(吊挂牵引变流器的五根横梁)为研究对象进行了基于实际线路的动应力实测试验。利用nCode软件对所得数据进行处理分析,实测高速动车组在线路上运营时横梁的动应力数据,计算其在列车运营1200万公里下的等效应力,结果表明横梁上各测点的动应力水平较小。利用ABAQUS中扩展有限元方法对车体横梁关键位置和螺栓配合结构进行疲劳分析。建立该配合的疲劳分析有限元模型,通过预设不同初始裂纹,建立约束和施加不同幅值的循环载荷的方式对裂纹的扩展进行仿真。根据分析计算疲劳裂纹的扩展寿命和疲劳裂纹扩展临界尺寸发现:扩展有限元方法能够有效地模拟出横梁结构疲劳裂纹扩展行为,准确计算出裂纹扩展寿命,为解决工程结构的实际问题提供了方便有效的途径。图60幅,表11个,参考文献59篇。