高速动车组转向架构架强度分析与模态研究

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1、中图分类号：Ｕ２７Ｑ．１＋２密级：公开ＵＤＣ：：本校编号續义适乂聲工程硕±学位论文论文题目：高速动车组转向架构架．强度分析与模态研究研究生妓名：赵波学号；０６１２０８６商跃进教授学校指导教师姓名：职称；Ｌ走＇文职称高工企业指导教师姓名；；车辆王程：申请学位工程领域名称２０１Ｓ年４月论义答辩日期２０１５年６月论文提交日期：：独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成

2、果，除了文中特别加ＵＵ示注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含获得兰州交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名；签字曰期：叫己年／Ｓ月叩曰屯或学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰州交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权兰州交通大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编

3、供查阅和借阔。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）；学位论文作者签名：夜导师签名：瓜签字曰期：列５年＾月ｆ中曰签字曰期月曰殘芦＾Ｉ广（工程硕士学位论文高速动车组转向架构架强度分析与模态研究StrengthAnalysisandModalStudyonBogieFrameofHigh-speedEMU作者姓名：赵波工程领域：车辆工程学号：0612086校内导师：商跃进企业导师：王志文完成日期：2015.04兰州交通大学Lanzho

4、uJiaotongUniversity兰州交通大学工程硕士学位论文摘要动车组作为高速铁路运输的载体，必须具备良好的运用状态。作为转向架上的关键承载结构，构架不仅承担着车体的自重和载重，还传递着车辆运行中的各种载荷。车辆的高速运行加剧了车辆的振动，构架的运用条件也愈加恶劣。因此，为了保证车辆安全、可靠的运行，必须保证构架具备足够的强度和刚度。本文选取某型动车组焊接构架为研究对象，利用有限元方法对构架进行了强度分析和模态研究，主要完成了以下工作。本文首先对国内外构架的强度设计及试验标准进行了对比分析，依据JISE

5、4207《铁道车辆用转向架构架设计通则》及《200km/h及以上速度级铁道车辆强度设计及试验暂行规定》（简称《暂规》）分别计算了构架的载荷工况。三维实体模型的建立是进行结构强度分析的基础。参照构架的相关技术图纸，利用三维造型软件SolidWorks建立了构架的实体模型。在建模过程中，对构架进行了简化处理，简化了非应力集中区域的圆角、倒角等，并将不影响分析结果的安装部件进行了简化处理。利用有限元分析软件ANSYSWorkbench建立了构架的有限元模型，包括网格的划分以及约束边界条件的添加。根据两种标准计算的载

6、荷工况完成了构架的静强度分析，并基于Mises应力法对构架进行了静强度评价，构架在各种载荷工况下的应力满足要求。根据静强度的分析结果，对构架上的应力集中位置进行了应力统计计算，并利用材料的Goodman疲劳极限线图对构架进行了疲劳强度校核，疲劳校核点均未超出疲劳极限线图的包络线，构架满足疲劳强度要求。运用子模型技术，对构架的空气弹簧安装座进行了网格细化，并按照《暂规》中的超常垂向载荷工况进行了强度分析，子模型的最大应力值为57.875MPa。与整体模型分析相比，子模型的使用大大降低了计算时间，并且提高了计算精

7、度。最后，在ANSYSWorkbench中对构架进行了模态分析，研究了构架的固有振动特性，得出了构架的自振频率和对应的各阶振型，构架的最低阶固有频率为39Hz，高于线路的激扰频率及车体等部件的自振频率，避免了共振现象的发生。关键词：动车组；构架；强度；子模型；模态-I-高速动车组构架强度分析与模态研究AbstractAsacarrierforhigh-speedrailwaytransportation,EMUmustkeepgoodapplicationstatus.Asthekeybearingstruc

8、tureofthebogie,theframenotonlybearsthebodyweightandload,butalsotransfersvariousloadsintherunningvehicle.Highspeedintensifiesthevehiclevibrationconditions,anditmakestheworkingconditionoftheframemoreseve