地铁转向架齿轮箱吊座拓扑优化

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1、中文摘要摘要：北京地铁复八线上运行的车辆自1999年8月投入使用，如今服役时间已经超过大修的期限。本文针对复八线地铁转向架大修中发现的问题，即转向架构架局部结构如齿轮箱吊座、电机吊座等出现的裂纹，对该车辆转向架构架上齿轮箱吊座进行了相应的结构优化改进。转向架构架是车辆最重要的承载部件，承受着来自车体和轮对的各种静、动载荷以及各安装零部件的工作载荷，其可靠性直接影响车辆的运行安全。齿轮箱吊座起着传递牵引力、固定齿轮箱的重要作用，如果裂纹继续发展导致构架损坏，地铁乘客的生命将受到威胁。因此，对转向架构架强度的研究及齿轮箱吊座等结构

2、的优化具有重要意义。首先，运用三维建模软件Pro／E建立转向架构架实体模型，通过Hypermesh划分网格以后，将模型导入有限元分析软件ANSYSll．0，进而生成构架的有限元模型。其次，参考UIC615-4OR《转向架构架结构强度试验》和n沂2368．2005{：动力转向架构架强度试验方法》，对转向架构架分别进行静强度和疲劳强度评价，分析表明，构架强度基本满足要求。再次，建立齿轮箱吊座的结构优化模型，利用OptiStmct软件对齿轮箱吊座进行拓扑优化，并在拓扑优化的基础上设计出新的吊座，对优化后的吊座进行强度校核和分析。结果

3、表明，优化后的齿轮箱吊座强度和刚度均有所增大。关键词：地铁车辆；转向架构架；静强度；疲劳强度；有限元分析；齿轮箱吊座；拓扑优化分类号：ABSTRACTThemottovehiclerunningintheBeijingFu-BalinehavebeenputintousesinceAugust1999，flOWitsservicetimohasb戗殂exceededoverhauldeadline．Accordingtotheproblemswhich飘哪foundintheoverhaulofmottovehicleofBe

4、ijingFu-Baline,thatcrackswhichappearedinthelocalstruetttralsuch118gear-boxbracket,motorhangersereofthebogieframe,thispapermakecorrespondingstructuraloptimizationandimprovementofthegear-boxbracket．Bogieframeisthemostimportantbearingpartofthevehicleandsuffersavarietyo

5、fstaticanddynamicloadandtheworkloadoftheinstaUationcomponentsfromthebodyandwheel．Itsreliabilitydirectlyaffectsthesafetyoperationofthevehicles．Thegear-boxbracketisveryimportantintransmittingtractionforceandfixinggear-box,ifthecrackscontinuallydevelopandcausethebogied

6、estruction,thelivesofthepassengerswouldbothreatened．Thereforo,ithasgreatsignitieanectothor醛earehOnthestrueturalstrengtlaofbogiefl'amoandstructuraloptimizationforthegear-boxbracket．First,thisarticlebuildsupthesolidmodelofthebogioflamebyUSeofthree-dimensionalmodelings

7、ottwarePr0／E，andthengeneratos11finiteelementmodelof蠡锄ebyimportthesolidmodelintofinitedementanalysissoftwareANSYSll．0attermeshbyHypermestL、Secondly,referringtoUIC615-4015c一珏leReliabilityTrialofBogieFrameandTBfr2368-2005Motivepowertraits-Bogiesandrunninggear-Bogieflam

8、estructttrosnllgtbtes馏，thisarticletestsandverifiesthestaticstrengthandfatiguestrengthofthebogiefl'O,nle，analysisshowedthatstrengtlaofthe矗锄