简述地铁车辆用碱性立式蓄电池箱结构设计

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1 背景介绍

蓄电池箱是地铁车辆紧急通风、照明时的电源，地铁车辆蓄电池箱所承载的蓄电池种类较多，按照蓄电池的安装方式，可分为卧式和立式。本文根据蓄电池的安装方式，设计出一种碱性立式蓄电池箱的结构，对于蓄电池箱的结构稳定性和安全性具有极为重要的作用[1]。

2 结构设计

蓄电池箱整体外形结构如图1所示，采用框架式结构，主体由三部分组成，分别为蓄电池箱（左）、蓄电池箱（右）、主横梁框架。左、右箱体采用对称结构，保证了结构的稳定性。主横梁框架用于与车辆安装接口对接，并作为承载蓄电池箱的载体。单个箱体由上、下箱采用导轨连接的方式，形成抽屉式结构，下箱为蓄电池组的载体，在抽出上箱后实现蓄电池组的安装、维护、更换等操作[2]。

图1 蓄电池箱整体结构

根据三维图和设计资料，利用hypermesh11.0建立电池箱结构的有限元模型，电池箱静强度分析所用的软件是美国著名的ANSYS公司的ANSYS。

建立电池箱有限元模型时，凡是对箱体刚度及强度有贡献的结构，都应当予以考虑，以尽最大可能地反映出箱体实际情况。基于Hypermesh软件，抽取箱体几何中面，建立了本次计算的有限元模型，有限元模型构成以任意四节点等参薄壳单元为主，与梁单元、板单元相比，壳单元综合考虑了结构单元中间面上的平面刚度、弯曲刚度及曲率效应，因此，具有更高的计算精度。电池箱的有限元模型如图2.1所示。……