某型动车转向架构架有限元分析及优化

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1、五邑大学硕士学位论文(工学硕士）某型动车转向架构架有限元分析及优化马丽明二〇一五年五月二十二日五邑大学硕士学位论文独创性声明秉承学校严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，不包含本人或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明。本论文成果归五邑大学所有。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任，特此声明。>奶5年y月y日关于论文使用授权的

2、说明本人完全了解五邑大学有关保留、使用学位论文的规定，B卩：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意五邑大学将本人的学位论文编入有关数据库进行检索，传播学位论文的全部或部分内容。对于涉密的学位论文，本人在此注明保密年限，解密后适用此授权。vf公开□保密（____年____月）（保密的学位论文在解密后适用此授权)分类号：学校代码：11349UDC：密级：学号：2111206003五邑大学硕士学位论文（工学硕士）某型动车转向架构架有限元分析及优化马丽明学科门类：工学专业名称：

3、机械工程研究方向：轨道交通车辆学生所属学院：机电工程学院指导教师姓名、职称：孔凡国教授论文答辩日期：2015年5月22日摘要摘要转向架构架是地铁车辆零部件当中非常重要的一类承载部件，为保证列车能够正常稳定地运行，构架应当具有一定的强度和刚度。因此，本文选取构架为主要研究对象。同时，参考国际铁路联盟规范UIC615-4和欧洲铁路联盟规范EN13749建立构架的组合工况，使用ANSYSWorkbench13.0对其进行强度评定。其次，采用自由模态分析，计算得出固有频率和振型情况。最后，对构架进行结构优化设计，使其质量在原有的基础上减少了2.84%，且

4、经校核满足设计要求。其主要研究内容如下：第一，基于国际试验规范UIC615-4，对转向架构架分别在超常载荷、模拟特殊运营载荷、模拟运营载荷的情况下进行强度计算。最后，根据UIC615-4和EN13749的相关规定建立载荷组合工况。其中，静强度分析工况28个，疲劳强度分析工况49个。第二，使用Pro/E4.0建立其构架的三维实体模型，导入至ANSYSWorkbench13.0中建立有限元模型。通过载荷及边界条件的确定，计算得出了该型转向架构架的强度分析结果。并且，利用第四强度理论评定静强度，利用Goodman-smith疲劳曲线图评定疲劳强度。有限

5、元仿真分析结果表明，该型构架符合强度设计规范。第三，对该型构架进行自由模态分析，得出了前15阶固有频率及振型情况。模态分析结果表明，构架最低的固有频率出现在第七阶，其值是33.443HZ，有效地避免了与车体发生共振现象。第四，在极端载荷工况下对构架进行优化设计，选取其钢板厚度为设计变量。优化设计结论表明，构架的质量在原有的基础上减少了2.84%，并且经校核满足强度设计要求，同时也轻量化设计的目的。关键字：转向架构架;静强度;疲劳强度;模态分析;优化设计I五邑大学硕士学位论文AbstractBogieframeisoneofthemostimpor

6、tantmetrovehiclesbearingparts,toensurethatpartscanworknormallyandstablyontheframework,itshouldhaveacertainstrengthandstiffness.Therefore,wechoosethebogieframeasthemainobjectofstudy,establishingtheworkingconditionsbycombinedwiththestandardofUIC615-4andEN13749,usingfiniteelemen

7、tanalysissoftwareANSYSWorkbenchtocheckthestaticstrengthandfatiguestrength.Then,dothemodalanalysisandstructuraloptimization.Itsoptimizeddesignresultsshowedthatthequalityofarchitectureintheoriginalbasisdecreasedby2.84%.Itsmaincontentsareasfollows:Firstly,calculatedtheextraordin

8、aryload,simulatedoperationalload,simulatedloadofspecialoperationsoft