针对中国标准地铁120B车型齿轮箱箱体,建立了有限元仿真模型,利用有限元法分别对铝合金和球墨铸铁箱体进行了疲劳强度、静强度、安全鼻强度计算;通过对比分析,得出各工况下铝合金箱体最大等效应力均大于球墨铸铁箱体,差值最大比例为36.3%;对铝合金和球墨铸铁箱体进行了静强度和型式试验的对比,结果表明,铝合金箱体的最大应力大于球墨铸铁箱体,差值比例为8.3%,铝合金箱体的最大声功率和振动值均不小于球墨铸铁箱体,但轴承平均温度下降10℃左右;尽管铝合金箱体强度弱于球墨铸铁箱体,但整体安全系数较高,仍能满足使用寿命33年或960万千米的要求。对铝合金箱体的适用性进行分析可知,球墨铸铁和铝合金均可以用于地铁齿轮箱,两种材料各有优劣,在设计时可根据车辆具体要求进行优先偏向选择。

轨道车辆的空气动力学性能与列车能耗及舒适性密切相关,优化车辆的气动外形能够有效减小车辆运行中的气动阻力。为了提升地铁列车的经济性、安全性及舒适性,结合系列化中国标准地铁列车的研制,针对速度120 km/h的地铁车辆列车,从头型、司机室导流、空调布局及导流、贯通道选型等方面进行低气动阻力外形设计。研究结果表明,增加头型长度能够有效减小气动阻力,头型长度优化后,与平钝头型相比气动阻力减小7.19%;司机室后端增加导流罩后气动阻力减小3.95%;空调布局由两端布置优化为集中布置并在前后端增加导流结构后,整车气动阻力减小6.96%。研究结果对于提升城轨车辆气动性能、减小列车运行能耗具有一定的参考意义。