轉向架是軌道車輛的關鍵部件，它的應用不僅提高了客車的運行速度，同時還滿足了車輛良好的曲線通過性能和舒適性的需要。轉向架能夠有效緩和軌道不平順對車體造成的沖擊作用，提高車輛運行的品質。隨著車輛運行速度的提升，減輕轉向架質量從而改善車輛動力學性能已逐漸形成趨勢。構架作為轉向架各個零部件的安裝基礎，承受和傳遞車體與輪對間的作用力。構架的輕量化設計直接關系到整車的動力學性能，具有十分重要的意義。
      轉向架構架是轉向架的受力骨架，用以聯系轉向架各組成部分和傳遞各方向的力，并用來保持車軸在轉向架內的位置。本次強度分析和優化的轉向架構架是典型的H型構架。整個構架為焊接鋼結構，由2根側梁和中間橫梁組成，2根側梁由中間橫梁連接，構成無搖枕的H型結構。各梁均為鋼板焊接而成的箱形梁。構架的側梁為中間低兩端高的魚腹形，以便安裝空氣彈簧，在側梁的兩端設有制動單元的安裝座。在橫梁的外側有電機懸掛座和齒輪箱吊掛座，內側設有牽引座。圖為構架的三維模型圖。構架部件大致可以分為焊接鋼板和鑄件2大類。構架的橫梁、側梁等主體部分均由鋼板焊接而成，所用的材料為P355NL1。制動安裝座、軸箱定位座、牽引座、電機吊座、齒輪箱吊座為鑄件，所用材料為G20Mn5。
      本次構架有限元分析遵照UIC515-4，UIC615-4和EN13749標準，針對構架的靜強度和疲勞強度進行校核。計算大致分為超常工況和模擬工況2大部分。靜強度評定要求構架在超常工況下各點的應力不大于材料的屈服應力。疲勞強度評定要求構架在模擬工況下各點符合疲勞強度要求。根據構架三維模型建立構架的有限元模型。本次分析采取了殼單元與實體單元相結合的分析模式。對構架側梁之類的板狀實體采取抽中面方式，以相同厚度的殼單元進行替代，對電機吊座等鑄造件采用實體單元進行劃分，構架一系懸掛采用具備三向剛度的彈簧單元模擬，軸箱彈性定位方式用具備等效剛度的梁單元模擬。本模型中，實體采用四面體單元劃分，殼單元采用四邊形和三角形單元劃分，共計98568個節點，302351個單元。

                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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