高速动车组动力转向架结构分析及动态仿真

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1、密级：公开ＨＶＥＲ’ＳＩＪＩＡＺＨＵＡＮＧＴＩＥＤＡＯＵＮＩＳＥ、工学硕壬学位论文髙速动车组动力转向架结构分析及动态仿真ＴｈｅＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＡｎａｌｓｉｓａｎｄＤｙ订ａｍｉｃＳｉｍｕｋｉｔｉｏｎ化ｒｔｈｅｙＥＭＵＰｏｗｅｒＢｏｇｉｅ培养单位：祝械工程学院专业：车辆工程研究生：粟海涛措导教师：祖巧洁教授二零一五年一月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方夕Ｋ论文中不包含其他人

2、已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。、、签名：盛日期：万ｉＭ与取糸ｉＴ关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕±学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道，可大学｛＾采用影印、缩印或其他复制手段保存

3、论文，可布论文的全部或部分内容。（保密的论文在解密后应遵守此规定）心。’！与作者签名；聲為味日期：１＼义反义心乃导师签名：在日期：密级：公开工学硕士学位论文高速动车组动力转向架结构分析及动态仿真TheStructuralAnalysisandDynamicSimulationfortheEMUPowerBogie培养单位：机械工程学院专业：车辆工程研究生：栗海涛指导教师：祖炳洁教授二零一五年一月摘要摘要近年来，中国高速铁路快速发展，对我国经济发展和人们生活方式的影响极大，赢得了社会各界的赞誉。我国生产的CRH各系列高速动车组不

4、仅成功在内地运营，还不断开拓着国际市场，开辟着中国式高铁外交。转向架作为铁道车辆的重要组成部分，对于缓和轨道不平顺对铁道车辆的冲击，保证良好运行稳定性、安全性、直线平稳性和曲线通过能力、减轻对环境的污染等有着极其重要的作用，因此对转向架结构的设计是开发高性能转向架技术的关键。首先，深入了解和研究客车转向架的发展历程和有限元理论之后，在建模软件PROE中建立了某型高速动车组动力车转向架构架的三维模型，将构架三维模型导入有限元软件WORKBENCH中建立起有限元仿真模型，参考国际铁路联盟的UIC规程和我国《动力转向架构架强度试验方法》中的相关规定，确定

5、了需要分析的转向架构架组合工况后，进行静力学仿真分析，得到了构架结构的等效应力情况，并对结果做出评定。其次对转向架构架进行了模态分析，截取前六阶模态，将构架的固有频率和振型与不同时速下的外部激振频率相对比，得知构架的低阶频率低于外界激振频率，不会发生共振，各低阶振型也满足构架的刚度要求。然后运用多体动力学软件SIMPACK求取构架在转向架支撑处的动载荷，在ANSYSWORKBENCH平台中对构架进行了振动特性分析，在典型时速的外界激励下，构架易发生共振区域振动不大，变形较小；在临界振动频率下，构架应力较小，没有对构架构成威胁，为高速动车组的高速稳定

6、运行提供了理论支持。最后对转向架构架进行轻量化设计，优化后构架满足强度要求，降低成本消耗、达到改善其动力学性能的目标。本文通过对某型高速动车组动力转向架构架的分析，对今后构架的设计提供了理论上参考和支持。关键词：高速动车组；构架；有限元法；静力学分析；模态分析；振动特性；优化设计AbstractAbstractTherapiddevelopmentofChina'shigh-speedrailwayhasagreatinfluenceonpeople'slifestyleandeconomicdevelopmentforthepastfewyear

7、sandhaswonpraisefromallwalksoflife.OurproductionofCRHseriesEMUisnotonlyoperateintheMainlandsuccessfully,butalsoexploretheinternationalmarketconstantlyandopenupaChinese-stylehigh-speedraildiplomacy.Asoneoftheimportantpartsoftherailwayvehicle,bogiehasanextremelyeffectoneaseguide

8、wayirregularityimpactonthevehicle,ensuregoodlocomotiveridingq