zma120型地铁转向架构架强度分析及结构优化设计

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4、制造及其自动化学号：0212302指导导师：王红完成日期：2015.04兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity兰州交通大学硕士学位论文摘要伴随地铁事业的不断发展，地铁车辆在城市轨道交通中所占的比例越来越大，地铁车辆运行安全性也成为人们关注的焦点。地铁的发展是在保证行车安全的前提下进行的，为了确保车辆正常行车的安全，首先要保证轨道车辆各结构强度的可靠性。因此地铁车辆的结构强度性能研究受到业内人士广泛的关注。作为地铁车辆的核心部件之一，地铁转向架构架的强度研究也备受关注，其强度性能的好坏将直接影响行车的安全。本文

5、以我国新型的地铁转向架构架ZMA120型地铁转向架构架为例，对其强度性能进行研究，并在此基础上对构架的结构进行初步的尺寸优化。本论文主要研究内容包括以下几方面。首先，利用三维软件SolidWorks建立改进后的转向架构架的装配模型，然后导入HyperMesh软件中建立有限元模型。[1]其次，依据UIC615-4OR《转向架构架结构强度试验标准》，利用ANSYS后处理平台对地铁转向架构架进行静强度评定，结果表明转向架构架的最大应力小于其许用应力值，即满足静强度要求。在静强度分析结果的基础上，利用Goodman图对构架的关键点进行疲劳强

6、度评估，结果表明构架在各种工况下各关键点均在疲劳极限图内，即不会发生疲劳破坏。再次，对构架容易产生疲劳破坏部位即制动梁吊座、齿轮箱吊座、电机吊座进行寿命预算。并结合我国地铁的检修制度进行对比分析，分析结果表明制动梁吊座、齿轮箱吊座、电机吊座的疲劳寿命均大于我国地铁检修制度所规定的大修年限即10年。最后，对构架的结构进行优化设计。利用OptiStruct软件尺寸优化设计模块对构架的侧梁进行尺寸优化设计。使其在满足强度要求的前提下，达到轻量化的设计要求。关键词：构架；静强度；疲劳强度；寿命预算；结构优化；地铁车辆-I-地铁转向架构架强度

7、研究与结构优化设计AbstractWiththecontinuousdevelopmentofthesubway,theproportionofthemetrovehiclesinurbanrailtransitbecomemoreandmoreimportant,andthesafetyofmetrovehiclesbecomesthefocusofpeople.Thedevelopmentofthesubwayiscarriedoutunderthepremiseofensuringthedrivingsafety.Inorde

8、rtoensurethesafetyofthenormalvehicle,thereliabilityoftherailwayvehiclestructureisensured.Therefore,thestructurestreng