某型地铁车辆转向架构架强度及模态分析
某型地铁车辆转向架构架疲劳强度优化
某型地铁车辆转向架构架疲劳强度优化某型地铁车辆转向架构疲劳强度优化地铁作为城市重要的公共交通工具，具有快速、安全、环保等诸多优点，在城市交通中发挥着重要作用。
而地铁车辆的转向系统对于乘客的乘坐舒适性和行车安全至关重要。
然而，长时间行驶和大负荷工况下，地铁车辆转向架构可能面临疲劳断裂的风险。
因此，对地铁车辆转向架构的疲劳强度进行优化具有重要意义。
某型地铁车辆转向架构通常由转向器、横梁和连接杆等部件组成。
这些部件经常承受着受力和振动，从而导致疲劳损伤。
为了优化疲劳强度，需要从结构设计、材料选择和工艺优化三个方面进行改进。
首先，从结构设计的角度来看，合理的结构设计可以减小转向架构的应力集中现象，并提高其抗疲劳性能。
一种常见的优化方法是采用有限元分析，通过模拟和计算分析不同载荷和工况下的应力分布情况，找出极限应力点，并加强或者优化这些部分的结构。
此外，采用增加连接点数量、改变连接点位置的方式，也可以有效减小应力集中。
其次，材料选择也是优化地铁车辆转向架构疲劳强度的重要因素。
通常情况下，需要选择具有高强度和韧性的材料来使转向架构具备更好的疲劳寿命。
目前常用的材料包括铁基合金、高强度钢和铝合金等。
通过材料试验和工程实践，可以选择最适合地铁车辆转向架构的材料，以确保其寿命和安全性能。
最后，工艺优化也是提高地铁车辆转向架构疲劳强度的重要手段。
合理的工艺控制可以消除缺陷和应力集中点，提高转向架构的无缺陷率。
对于铸铁转向器的制造，可以通过改进液态金属充模工艺，控制金属的凝固过程，减少凝固缩孔和夹杂物的发生。
此外，优化焊接工艺、热处理过程和表面处理方法，也可以提高地铁车辆转向架构的疲劳寿命。
综上所述，某型地铁车辆转向架构疲劳强度的优化是确保地铁运行安全的关键要素之一。
通过结构设计的改进、材料选择的优化和工艺的改进，可以提高地铁车辆转向架构的疲劳强度，延长其使用寿命，确保地铁运行的安全性和可靠性。
同时，在实际的工程应用过程中，还需要考虑成本、制造难度和可行性等因素，综合各方面因素进行综合权衡，寻求最佳的解决方案综合考虑地铁车辆转向架构的结构设计、材料选择和工艺优化等方面，可以有效提高其疲劳强度并延长使用寿命，从而确保地铁运行的安全性和可靠性。
某型地铁车辆转向架构架强度及模态
第５期（总第１７４期）２０１２年１０月机械工程与自动化ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＆ ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＮｏ．５Ｏｃｔ．文章编号：１６７２－６４１３（２０１２）０５－００２４－０３某型地铁车辆转向架构架强度及模态分析杜子学，徐道雷，刘建勋（重庆交通大学，重庆 ４０００７４）摘要：通过ＣＡＴＩＡ软件建立某型地铁车辆转向架构架的三维实体模型，采用ＨｙｐｅｒＷｏｒｋｓ建立了该型地铁转向架构架结构强度分析的有限元模型，参照铁路相关标准，计算得到其强度分析应力结果，验证了该构架结构设计的合理性。
通过模态分析，获得该构架的各阶模态频率及模态振型，为构架的动态特性设计提供参考。
关键词：构架；强度分析；模态分析；转向架中图分类号：Ｕ２６０．３３１ 文献标识码：Ａ收稿日期：２０１２－０３－１３；修回日期：２０１２－０５－２５作者简介：杜子学（１９６２－），男，河北邯郸人，教授，博士，研究方向为现代车辆设计方法与理论、载运工具运行品质、交通安全。
０ 引言地铁转向架是地铁车辆的重要组成部件，是支承车体并负担车辆沿着轨道走行的支承走行装置，其结构是否合理直接影响车辆的运行品质、动力性能和行车安全。
地铁转向架构架在运动过程中不但要承受车体传递的载荷、牵引电机部分载荷，而且需要传递牵引力、车钩冲击力、制动力和车辆通过曲线时的横向载荷等各种垂向、纵向、横向力［１］。
因此，其结构安全是转向架结构强度设计的首要目标。
１ 地铁车辆转向架构架结构强度分析１．１ 构架结构分析有限元建模本文研究的地铁车辆转向架属于无摇枕转向架，具有结构简单、零部件少、重量轻、噪声低、维修工作量少等优点。
该转向架主要由构架、轮对轴箱装置、轴箱定位装置、二系悬挂及牵引装置、空气弹簧、横向油压减震器和横向橡胶缓冲止挡、基础制动装置以及传动装置等组成。
其构架主要由侧梁、横梁、纵梁、托板、弹簧支座等组成，构架的主要连接形式为焊接。
该转向架构架三维建模采用ＣＡＴＩＡ软件完成，如图１所示。
CRH380B转向架构架结构强度及可靠性分析
CRH380B转向架构架结构强度及可靠性分析CRH380B转向架构架结构强度及可靠性分析引言：CRH380B是中国发展的一种高速铁路列车，其转向架构架结构的强度和可靠性是确保列车安全和正常运行的关键要素。
本文将对CRH380B转向架构架结构的强度和可靠性进行分析和探讨，以期为相关设计和改进提供参考。
一、转向架构架结构设计特点CRH380B转向架构架结构采用了先进的设计理念和技术，具有以下特点：1. 采用轻量化材料：为了减轻列车的整体重量，减少能耗，转向架架结构采用了轻质高强度铝合金材料。
2. 强度优化设计：通过有限元分析等方法，对转向架架结构进行力学分析，优化布置各个结构部件，以提高强度和刚度。
3. 振动减震措施：考虑到高速运行过程中存在的不确定性载荷和振动，转向架架结构采用了减震装置和缓冲器，以减少振动对架结构的冲击。
二、架结构强度分析为了确保CRH380B转向架架结构的强度，需要进行强度分析。
主要包括以下几个方面：1. 转向架荷载分析：根据列车运行条件和运行速度，对转向架受到的动车组内外力进行分析，考虑到列车行进过程中的加速度、曲线半径和坡度等因素。
2. 结点载荷计算：根据转向架的结构布局，确定各个关键节点的受力情况，计算节点处的应力和变形，分析其强度和稳定性。
3. 强度校核：对于转向架结构中的关键零部件，进行强度校核计算，以确保其满足设计要求和使用寿命。
三、架结构可靠性分析除了强度分析外，转向架架结构的可靠性也是一项重要指标。
主要包括以下方面：1. 可靠性设计：在转向架架构设计过程中，要考虑到各个零部件的可靠性指标要求，例如使用寿命、可靠性指数等。
通过合理的设计参数和工艺控制，提高零部件的可靠性。
2. 可靠性评估：对于转向架架结构进行可靠性评估，可以采用可靠性分析方法，如故障树分析、失效模式和影响分析等，从而找出可能的故障原因和改进措施。
3. 可靠性验证：通过对转向架架结构进行可靠性验证测试，例如静态加载试验、振动试验等，来验证其设计和生产的可靠性。
地铁车体改造结构强度及模态分析
关键 词
疲劳
地铁
模 态
北 京复八 线 车体 有 限元 Ｕ７． ２０ １ 文章 标志码 Ａ
静 强 度
式 中 ， 是 刚度 矩 阵 ， 是 位 移 向量 ， 是 载 荷 向 量 。 Ｆ
中 图分类 号
文章编 号
引入位移和载荷边 界条件 ， 对式 （ ） 成的大方程 １形 组求解 ， 即可求 出结构节点位 移 ， 进而通 过弹性 几何方
１ ２ 模 态 分 析 ．
用模态分析可以确定一个结构 的 固有频率和振型 ，
固有 频 率 和 振 型 是 承 受 动 态 载 荷 结 构 设 计 中 的 重 要 参
的要求 ， 因此 新造 地铁 车 辆均 安装 了空 调设 备 。北 京
复八 线 地 铁 服 役 较 早 ， 施 简 陋 ， 安 装 空 调 。为 了 提 设 未 高乘 客 乘 坐 的舒 适 性 ， 时 节 约 运 营 成 本 ， 京 交 通 大 同 北 学 与北 京 地 铁 运 营 有 限 公 司合 作 ， 原 车 体 进 行 结 构 对 改造 ， 以便 加 装 空 调 设 备 。改 造 方 案 由 双 方 共 同 协 商
程 和 物 理 方 程 可 求 出结 构 的 应 变 和 应 力 。
１７ ６ ７ （ ０ １ ０ — １ １ ０ ６ ２— ０ ３ ２ ｌ ） １ ０ ０ — ３
随 着 我 国经 济 的 快 速 发 展 和 城 市 化 进 程 的加 快 ， 各 大 城 市 已将 大 力 发 展 轨 道 交 通 作 为 促 进 城 市 可 持 续 发展 的 重要 手 段 。 在 城 市 轨 道 交 通 事 业 迎 来 高 速 发 展 时期 的 同 时 ， 客 对 乘 坐 的舒 适 性 和 安 全 性 也 有 更 高 旅
西安地铁二号线车辆转向架结构模式分析
科技专诡
西安地铁二号线车辆转向架结构模式分析 ７ １ ０ ０ １ ６
３ ． ６ 齿轮传动装 置 ３ ． ６ ． １ 电机 。 动车 转 向架 每根车 轴 有一 个牵 引电机 ， 采用架 悬 式安
装， 有效 地减 轻了簧下质量 电机为 鼠笼式 三相异步 交流 电机 ， 由主逆 变器产生的 变频 变压 三相交流 电驱 动， 功率为１ ８ ０ ＫＷ， 具 有维护 简单 、 故障 率低等优点 。 牵引电机通过 橡胶衬套安装在构 架的电机安装座上 ， 与 刚性安 装方 式相 比 ， 这样 的弹性 安装方 式更 有利 于减缓 电机传 给构 最大轴载 荷 １ ４ ｔ 一系悬挂双 圆锥 ， 橡胶弹 簧 架 的振 动 ， 降低构架 电机安 装座受力。 二系悬 挂 空气悬挂 制动 踏面 制动 ３ ． ６ ． ２ 齿 轮箱 。 齿轮 传动 装置 采用斜齿轮 一级减 速 。 为降低 簧下质 轴承 １ ３ ０ ｍｍ锥形轴 承单元 量， 齿轮 箱材 料采用 高强度铸 造铝 合金。 采用刚性可移 式鼓 形齿联 轴器 ２ ． ３ 主要动力学性 能参数 Ｄ 型挠 性板式 联 轴器。 采用铸 造式 齿轮箱 ， 一端 通过 轴承安 装于车 １ ） 横 向和竖 向平稳性 指标 ｗ ≤２ ． ５ ； ２ ） 脱轨 系数 Ｑ ／ Ｐ ＜Ｉ ￣ ． ０ （ 其 中Ｑ 或Ｔ 箱体 的另一端 通过 吊杆 弹性地 吊装于 构架的齿轮 箱吊座 上。 牵引 为轮 轨 横 向力， Ｐ 为 单个车 轮作用 钢轨 的竖 向力） ， ３ ） 轮 重减 载率 △Ｐ ／ 轴 上， 电机轴 与轮对平 行。 齿轮 Ｐ ≤０ ． ６（ 其 中为轮 重减载 量， ＡＰ 为减载或 载侧车 轮平均轮重 ） ； ４ ） 倾 覆 电机牢 固地安 装在转 向架构架 的电机 吊座上 ， 箱安 装架采用了强度较大 的 “ Ｃ ” 型结构 ， 它是一个 独立于构架的部件 ， 系数Ｄ≤０ ． ８ ｌ ５ ） 轴 重≤１ ４ ｔ 时， 轮 重横 向力Ｈ￣ ＜７ ５ ． １ ８ ＫＮ 通过 螺栓安 装在构架横 梁的安装 座上。 如果齿轮箱安 装架出现 裂纹， 更 ３ ， 西安 地铁 车 辆 转 向架 主 要 结构 部件 ３ ． １ 构架 构 架分 为动车用构 架和 拖车用构架 ， 都 属于 Ｈ型钢 板焊 接构架 。 横 梁上设有齿轮 箱、 电机 、 牵引杆的安 装座 ， 侧梁 上设有踏 面单元制动器、 系簧、 二 系簧等 部件 的安 装座 。 构 架 采用 了互 换性设 计， 不同转 向架 的构 架在维 修中可以互换 。 在 额定载 荷下， 构架 使用寿命 为３ Ｏ 年。 ３ ． ２ 轮对 和轴箱 装置 车 轮采 用全加 工 的辗钢 整体 车轮 ， 通 过过 盈 配合套 装在车 轴轮 座 上。 在 轮 毂部 位有注 油孔 。 在 车轮 的外 侧 ， 安 装有 降噪 阻 尼器。 车轮 的 断面 形状 、 尺寸及车 轮的制 造均符合 国家规 定 。 滚动 圆直径 为８ ４ ０ ａｍ， ｒ
ZMA120型地铁转向架构架强度分析及结构优化设计
ZMA120型地铁转向架构架强度分析及结构优化设计ZMA120型地铁转向架构架强度分析及结构优化设计引言：地铁是一种现代化、高效率的城市交通工具，它的运输能力和运行速度对于城市的发展和生活水平有着重要的影响。
地铁转向架是地铁车辆中的重要组成部分，它承载了车辆的重量并传递了动力，因此其结构设计和强度分析对地铁的安全性和可靠性至关重要。
一、ZMA120型地铁转向架构架的结构分析ZMA120型地铁转向架由横梁、纵梁、传动装置和支撑装置等多个部分组成。
横梁起到连接车轴和车架的作用，承受车轮负载，并将转向力和传动力传递到车架上。
纵梁起到连接横梁和车体的作用，具有抗弯和抗扭的功能。
二、ZMA120型地铁转向架强度分析1. 分析转向架在正常工作状态下的受力情况。
转向架承受车身的负载、横向力和扭矩等多种受力作用。
通过力学分析和有限元方法，可以计算得到各个部件在不同工作条件下的受力情况。
2. 分析转向架在异常工作状态下的受力情况。
地铁在运行过程中可能会遇到突发情况，如急刹车、急转弯等。
这些异常工况会对转向架产生额外的受力作用，需要对其进行分析和评估。
三、ZMA120型地铁转向架结构优化设计1. 优化转向架材料的选择。
选用高强度材料可以提高转向架的整体强度和刚度，从而提高地铁的运行稳定性和舒适性。
2. 优化转向架的结构形式。
通过改变转向架的结构形式，使其在受力分布上更加合理，减小非工作状态下的受力集中，提高结构的强度和可靠性。
3. 优化转向架的焊接工艺。
焊接是转向架组装的重要环节，合理的焊接工艺可以提高焊缝的质量和强度，降低组装过程中产生的应力和变形。
结论：本文通过对ZMA120型地铁转向架的架构强度分析及结构优化设计，提出了一些改进方案，旨在提高地铁的运行安全性和可靠性。
强度分析和结构优化设计是地铁转向架设计中必不可少的步骤，对于保障地铁运行的安全性和舒适性具有重要意义。
随着科学技术的不断发展，地铁转向架的设计和制造将不断改进和完善，以适应城市交通的需要通过对ZMA120型地铁转向架的架构强度分析和结构优化设计，本研究提出了一些改进方案，旨在提高地铁的运行安全性和可靠性。
一种轨道工程车转向架构架强度及模态分析
铁道技术监督RAILWAY QUALITY CONTROL 第47卷第6期Vol.47 No.6研究与交流STUDY AND COMMUNICATIONS一种轨道工程车转向架构架强度及模态分析张莎（宝鸡中车时代工程机械有限公司，陕西 宝鸡721003 ）摘 要：构架强度对轨道工程车辆的安全性、牵引力及运行品质有重要影响。
采用ANSYS Work- bench 有限元仿真软件，在超常载荷、模拟运营与模拟特殊运营载荷工况下，对一种轨道工程车转向架构 架进行静强度、疲劳强度评估计算与模态分析。
计算结果表明，构架静强度、疲劳强度及模态满足TB/T 2368—2005《动力转向架构架强度试验方法》和TB/T 1335—1996《铁道车辆强度设计及试验鉴定规 范》要求。
关键词：轨道工程车；转向架构架；有限元仿真；静强度；疲劳强度；模态中图分类号：U273 ： U270.12 文献标识码：A 文章编号：1006-9178 ( 2019 ) 06-0064-05Abstract : The frame strength has an important influence on the safety , traction and operation quality of track engi neering vehicles. By using ANSYS Workbench finite element simulation software , based on service conditions in ・ eluding overload , operation simulation and special operation load simulation , the static strength , fatigue strength evaluation & calculation and modal analysis are carried out for the bogie frame a type of track engineering vehicle. Ac cording to the calculation results , the static strength , fatigue strength and modality of the frame can meet TB/T 2368— 2005 Motive Power Units-Bogies and Running Gear-Bogie Frame Structure Strength Tests and TB/T 1335— 1996 Specification of S trength Design and Test Evaluation of R ailivay Vehicles.Keywords : Track Engineering Vehicle ; Bogie Frame; Finite Element Simulation ; Static Strength ; Fatigue Strength ; Modality0引言伴随国内铁路网建设迅速推进，铁路发展对 技术装备的需求也不断提高，其中质量稳定、安 全可靠是铁路技术装备的必须要求。
地铁车辆转向架结构仿真和强度分析
地铁车辆转向架结构仿真和强度分析作者：孙博飞来源：《环球市场》2017年第23期摘要：地铁交通中极为重要和关键的设备就是地铁车辆，其核心技术主要是控制技术，交流传动技术、减轻车体质量改进技术及转向架不断更新和改进技术。
而车辆转向架是地铁的重要组成部件，极大地影响着地铁车辆在线路上行进的安全性、性能可靠程度和乘客的乘坐车辆的舒适程度，对交通运输系统的经济性有着重要作用。
而转向架的性能可靠则是车辆运行安全的有力保障。
本文就地铁车辆转向架结构仿真和强度分析展开研究。
关键词：地铁车辆；转向架结构；仿真和强度1引言转向架的质量对于车辆在线路上的安全、平稳及舒适方面起着关键的作用，对交通运输系统的经济性有着重要作用。
而转向架的性能可靠则是车辆运行安全的有力保障。
本文以某型地铁车辆拖车转向架为研究对象，对其进行结构的三维仿真设计和关键零部件的强度分析。
2地铁车辆动力转向架构架的特点本文所研究的地铁车辆转向架构架为H型焊接型，主要有箱型侧梁、圆柱横梁及辅助箱梁构成，轴箱为转臂定位式。
动力转向架和拖车转向架不可互换，纵向辅助箱端部有牵引电机和齿轮箱吊杆的安装板。
这些独特结构设计保证了该构架的良好的连接强度和工艺性。
3转向架构架结构研究分析构架的结构设计决定着转向架的性能。
对这方面的研究，国外专家多采用动力学仿真，有限元法和实际试验相结合的方法，而国内众多学者也开始通过类似方法来对构架结构进行分析。
国外转向架构架的结构设计分析的方法比较成熟，其研究过程可分为四个步骤：（1）选取典型线路作为实验线路，通过若干次模拟列车各种不同的工况条件的试验，采集到构架结构上的载荷、应力和加速度等。
（2）通过有限元软件计算得出构架应力，得出关键点的计算数据与试验点的数据相对比。
（3）通过试验和计算，再结合构架材料属性和加工工艺，得出转向架构架结构的评定依据。
f4]最后通过仿真验证构架的结构合理与否。
可见，国外对转向架构架结构研究是注重理论与实践的结合来解决问题。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
［ ］ 王磊 ， ８ 陶梅． 精通 Ｌ ｂ Ｅ ８０ Ｍ］ 北京 ： ａ ＶＩＷ ． ［ ． 电子工业出版
社 ． ０ ７ ２０．
［ ］ 陈远 龄 ． 床 电 气 自动 控 制 ［ ． 庆 ： 庆 大 学 出版 社 ， ２ 机 Ｍ］ 重 重
通过 对某 型地铁 转 向架 构 架结构 强度分 析 以及 模 态分 析 可 知 ， 架在 ４种 工 况 下最 大 应 力值 为 １ ９ ９ 构 ０． ＭＰ ， 于许 用 应力值 ， 足设 计 要 求 ； 架 主要 侧 梁 ａ低 满 构 以弯 曲摆 动为 主 ， 自振频率 较 高 ， 其 最低 固有 频率远 离 ６Ｈｚ １ ～ ＯＨＺ的激振频 率 ， 动态 特性较 为合理 。 其
１ ０ 转 向 架 固定 轴距 （ ４０ ０ ｍｍ） ２３０ ０
转 向架 中心 距 （ ｍ） ａ ｒ 单位 风 压力 （ ａ ＭＰ ）
１ ０ 紧 急制 动减 速 度 （ ｓ） １２ ２６０ ｍ／。 ． ５０ ４ 重力 加 速 度 （ ｓ） ｍ／０ ９ ８ ．１
极 限为 ５ ６ＭＰ ， ６ ａ许用应 力为 ３ ５ＭＰ 。 ４ ａ 边 界 条件 的正 确 与 否 对 有 限 元 计 算 结 果 影 响 重 大 。在 空气 弹簧 座处 施 加 弹 性边 界 元 约 束 ， 与 六 面 而
收 稿 日期 ；２ １— ３ １ ，修 回 日期 ：２ １． ５２ ０ ２０ — ３ ０２０—５
垂 向静 载荷 包 括 自重 、 载重 和整 车 重 量 ， Ｐ一 ３ ２ｋ ４ Ｎ。垂 向动载 荷 由垂 向静载 荷乘 以垂 向动 载
作 者 简 介 ；杜 子学 （ ９ ２） １６ 一 ，男 ，河 北 邯 郸 人 ， 教 授 ，博 士 ，研 究 方 向 为 现代 车 辆 设 计 方 法 与理 论 、载 运 工 具 运 行 品 质 、交 通 安 全 。
ｒ ｆ ｒ ｎ ｅｔ ｅ ｅ ａ ｔｒ ｉ ｙ ｓ ａ ｄ ｒ ． Ａｎ ｈ ａ ｉｎ ｌ ｙ ｏ ｔ ｕ ｔ ｒ ｓ ｖ ｌ ａ ｅ ｅ ｅ ｅ ｃ Ｏ ｒ ｌ ｖ ｎ ａ ｌ ｗａ ｔ ｎ ａ ｄ ｄ ｔ ｅ ｒ ｔ ａｉ ｆｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ｉ ａｉ ｔ ｄ，ｔ Ｏ Ｂ ｄ ｌａ ａ ｙ ｉ ，ｔ ｅ ｍｏ ａ ｒ ｑ ｅ ｃｅ ｏ ｔ ｄ Ｏ ． ｙ ｍｏ ａ ｎ ｌ ｓｓ ｈ ｄ ｌｆｅ ｕ ｎ ｉｓ
第 ５期 （ 第 １ ４期 ） 总 ７ ２１ ０ ２年 １ Ｏ月
机 械 工 程 与 自 动 化 ＭＥ ＣＨ ＡＮＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＆ ＡＵＴ（Ｍ ＡＴＩ） ） （Ｎ
Ｎｏ ５ ． Ｏｃ ． ｔ
文 章 编 号 ：６ ２６ １ （０ ２０ ． ０ ４０ １７ — ４ ３２ １） ５０ ２— ３
・
２ ・ ６
机 械 工 程 与 自 动 化
２１ ０ ２年 第 ５期
从 以上模 态计 算结 果 及 振 型 图可 知 ： 架 前 ６阶 构
３ 结 论
为 刚体模 态 ， 故没 有振 型变化 ； 构架 第 ７阶振 型频率 值 为 ３ ． ５Ｈｚ 自振频 率 数 值 较 高 ， 有 一 定 的 扭 转 刚 Ｏ ４ ， 具
参 考文 献 ：
向 、 向弯 曲刚度 ， 垂 构架 整体 刚度 较大 ， 其承 载性较 好 。 通 过模 态分 析可 以得 出 ， 地铁 车辆 转 向 架构 架 自 身振动 频率 较高 ， 型主要 为两侧 梁 的扭转 弯 曲 ， 振 并具 有 一定 的 扭 转 、 曲 刚 度 。 构 架 的 最 低 固 有 频 率 为 弯 ３． ５Ｈｚ远离 ６Ｈｚ ０Ｈｚ的激振 频率 ， 车体 的振 Ｏ ４ ， ￣１ 与
ａ ｄ ｍｏ ａ ｈ ｐ ｒ ｂ ａ ｎ ｄ ｔ ｗｉ ｕ ｐ ｙ ｔ ｅ ｒ ｆ ｒ ｎ ｅ ｆ ｒｔ ｅ ｄ ｎ ｍｉ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｅ ｉ ｎ ｎ ｄ ｌ ａ ｅ ａ ｅ ｏ ｔ ｉｅ ．Ｉ ｌ ｓ ｐ ｌ ｈ ｅ ｅ ｅ ｃ ｏ ｈ ｙ ａ ｃ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓｉ ｓｄ ｓｇ ． ｓ ｌ Ｋｅ ｒ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｅ ｇ ｈ ａ ａ ｙ ｉ ；ｍｏ ａ ｎ ｌ ｓｓ ｏ ｉ ｙ ｗｏ ｄ ：ｆａ ；ｓ ｒ ｎ ｔ ｎ ｌ ｓｓ ｄ ｌａ ａ ｙ ｉ ；ｂ ｇ ｅ
某 型地 铁 车辆 转 向架 构 架 强度及 模 态分 析
杜 子 学 ，徐 道 雷 ，刘建 勋
（ 庆 交 通 大 学 ， 重庆 重 ４０７） ０ ０ ４
摘 要 ：通 过 Ｃ Ｉ 软 件 建 立 某 型地 铁 车辆 转 向 架构 架 的 三 维 实 体 模 型 ，采 用 Ｈｙ ｅＷｏｋ ＡＴ Ａ ｐｒ ｒｓ建 立 了该 型地 铁 转 向架 构 架结 构 强 度分 析 的有 限 元模 型 ，参 照铁 路 相 关标 准 ，计 算 得 到其 强度 分析 应 力 结果 ，验证 了该 构 架 结
构设 计 的 合理 性 。 通过 模 态 分 析 ，获 得 该构 架 的各 阶模 态 频 率及 模 态 振 型 ，为 构架 的动 态特 性 设 计提 供 参考 。
关 键 词 ： 构 架 ； 强度 分 析 ；模 态 分 析 ；转 向架 中 图分 类 号 ：Ｕ２ ０ ３ １ ６． ３ 文 献 标 识 码 ：Ａ
Ｈｙ ｅｍｅｈ中进行 前处 理 ， ｐｒ ｓ 经过 修 补 缺失 的几 何 信 息 及几 何 简化后 ， 对各 焊接 薄板 抽取 中面 ， 划分 二维 壳单 元 网格 ， 各支 座采用 六 面体 网格 模 拟 。构架 材 料 为 １ ６
Ｍｎ 其 弹性模 量 Ｅ一２ ０ ×１ ＭＰ ， Ｒ， ．９ ０ ａ 密度 ｌ ． Ｎ Ｄ ＝７ ９ － １。ｋ ／Ｉ ， ０ ｇ ｒ３泊松 比 一０ ２ ， １ ． ８ 屈服 极 限为３ ６ＭＰ ， ９ ａ 强度
械 设 计 与制 造 ，０ ５ ４ ：０１ ． ２０ （） １－ １
［ ］ 杜 子 学 ， 兴 高． 座 式 单 轨 车 辆 转 向 架 构 架 模 态 分 析 ４ 朱 跨 ［］ 机械 设 计 与制 造 。０ １ 儿 ）２ ２２３ Ｊ． ２ １ （ ：２・２ ．
Ｓ ｒ ｎ ｔ ｎ ｏ ａ ａ ｙ ｉ ｆＳ ｂ ｙ Ｂｏ ｉ ａ ｅ ｔｅ ｇ ｈ ａ ｄ Ｍ ｄ ｌＡｎ ｌ ｓｓｏ ｕ ｗａ ｇｅ Ｆｒ ｍ
表 １ 构 架 载 荷 计 算 参 数
参 数 轴 重 （ｇ ｋ） 转 向架 重 量 （ ｇ ｋ） 数 值 参 数 数 值 １Ｏ ０ ０３ ． 整 车 重 量 （ 员 载 荷 下 ） ｋ ） ４６ ０ 最 高 运行 速 度 （ｍ／ ） 定 （ ｇ ４ ０ ｋ ｈ ４８ ０ ７ 动 载 荷 系数
（ 接第 ２ 上 ３页 ）
参考文献 ：
电 子 工 业 出 版社 ． ０ ６ ２ ０．
［］ 贺哲荣． ７ 流行 Ｐ Ｃ实用 程序及设 计［ ． 安 ： 安电子 Ｌ Ｍ］ 西 西
科 技 大 学 出 版社 ，０ ６ ２０．
［］ 廖常初． Ｌ １ Ｐ Ｃ的编 程方法 与工程 应用 ［ ． Ｍ］ 重庆 ： 庆大 重
图 １ 构 架 三 维 模 型
图 ２ 构 架 有 限 元分 析模 型
支座 等组成 ， 构架 的主要连接形式 为焊接 。该转 向架构 架三维 建模采用 Ｃ Ｔ Ａ 软 件完成 ， 图 １ ＡＩ 如 所示 。
将几 何 模 型转 换 为 ｉｅ 格 式后 导 入 有 限元 软 件 ｇｓ
构架 所 受 载 荷 计 算 参 照 Ｔ １ ３ — １ ９ ＜ 道 车 Ｂ ３５ ９６ 铁 ＜ 辆 强度设 计及试 验 鉴定 规 范 》 。该 型 地 铁 转 向架 构 架 载荷 计算 参数见 表 ｌ 。
动频率的耦合性 不高 ， 能有效地 避免与车体发生共振 。
［ ］ 严 隽耄 ． 辆 工 程 ［ ． 京 ： 国铁 道 出版 社 ．０ ３ １ 车 Ｍ］ 北 中 ２０．
［ ］ 范平清． ＿ ２ ＭＢ １新型客 车转 向架 构架强 度疲 劳寿命 分析
［ ］ 长 春 ： 林 大 学 ．０ ７ ２ ． Ｄ． 吉 ２ ０ ：６ ［ ］ 张胜 兰 ． 飞 ． 于 Ｈｙ ｅＷ ｏｋ 的 车 架 模 态 分 析 ［］ 机 ３ 严 基 ｐｒ ｒ ｓ Ｊ．
ＤＵ ｉ ｕ ，ＸＵ Ｄａ － ｉ Ｉ ｉｎ ｘ ｎ Ｚ－ ｅ ｘ ｏ ｌ ，Ｌ Ｕ Ｊ ａ － ｕ ｅ
（ ｏ ｇ ｉｇＪａ ｔ ｎ ｉｅｓｔ ，Ｃｈ ｎ ｑｎ ０ ７ Ｃｈ ｎ ｑｎ ｉｏ ｏ ｇ Ｕｎｖ ｒｉｙ ｏ ｇ ｉｇ ４ ００ ４，Ｃｈｎ ） ｉａ
Ａｂ ｔａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｔｈ ｅ ｍｅ ｒｃ ｍｏ ｅ ｆａ ｓ ｂ ｙ ｂ ｇ ｅ ｆａ ｓｅ ｔ ｂ ｉ ｈ ｄ ｂ ｅｇ ｏ ｔ ｉ ｄ ｌｏ ｕ ｗａ ｏ ｉ ｒ ｍｅ ｉ ｓａ ｌ ｅ ｙ ＣＡＴＩ ｓ ｆ ｗａ ｅ ｓ Ａ ｏ ｔ ｒ ．Ｔｈ ｉ ｉ ｌｍｅ ｔａ ａ ｙ ｉ ｍｏ ｅ ｆｔ ｅ ｅ ｆ ｔ ｅ ｅ ｎ ｎ ｌ ｓｓ ｎ ｅ ｄ ｌ ｈ ｏ ｂ ｇ ｅ ｆ ａ ｓ ｓ ｔ ｕ ｙ Ｈｙ ｅ Ｗ ｏ ｋ ｉ ｉ ｌ ｍｅ ｔ ａ ａ ｙ ｉ ｏ ｔ ｒ ． Ｔｈ ｔｅ ｓ ｒ ｓ ｌｓ ａ ｅ ｃ ｌｕ ａ ｅ ｙ ｓ ｒ ｎ ｔ ｎ ｌ ｓｓ ｗｉｈ ｏ ｉ ｒ ｍｅ ｉ ｅ ｐ ｂ ｐ ｒ ｒ ｓ ｆ ｔ ｅ ｅ ｎ ｎ ｌｓｓ ｓ ｆｗａ ｅ ｎ ｅ ｅ ｓ ｒ ｓ ｅ ｕｔ ｒ ａ ｃ ｌ ｔ ｄ ｂ ｔ ｅ ｇ ｈ ａ ａｙ ｉ ｔ
度， 利于适 应 轮轨 面 的垂 向 不平 顺性 ； ８阶 、 １阶振 第 ｌ 型 表明构 架有 一定 的 横 向弯 曲刚 度 ； 构架 第 ９阶振 型 为 平面剪 切 ， 且频 率值较 大 ， 明构架侧 梁和 端梁具 有 表 较 大 的刚度 ； １ 第 Ｏ阶 、２阶振 型 说 明构架 有 一 定 的横接 的是 板壳单 元 ， 者 自由度不 同 ， 以 约 两 所 束 这 ８个支 座 ｘ、 ｚ平 动方 向 的三个 自由度 。构 ｙ、 架有 限元分 析模 型如 图 ２所示 。