高速列车风挡系统材料结构一体化设计与应用

本成果针对现有风挡系统设计，难以应对复 — 17 — 杂服役环境耦合载荷作用的问题，开发了列车风挡系统材料-结构- 流固-强度一体化正向设计技术；对国内多款型号风挡系统产品进 行了结构优化设计；通过应用验证研究，解决了列车风挡系统材 料-结构匹配、流固解耦、强度优化等技术难题。 评估不同风挡材料、结构形式及结构参数对风挡系统的影响， 本成果采用基于模型搭建-试验校准的材料、结构等效参数模型， 实现了稳定化低成本生产；建立了多款主流风挡系统的结构刚度 及动力学仿真模型，进行了高效高精度全频域结构刚度-模态分析， 明确了结构刚度与整体模态的匹配关系，提高了风挡系统的可靠 性；采用基于流场降阶模型和结构模态叠加法，结合流场-结构高 效映射技术，实现更高速下模态-流固-强度一体的高效正向设计； 在达到精度要求的同时，大幅度缩短了风挡系统设计-试验-生产周 期，可为风挡生产厂商节省经费30%以上。

在达到精度要求的同时，大幅度缩短了 风挡系统设计-试验-生产周期，可为风挡生产厂商节省经费30%以 上。