一、研究背景 转向架是机车车辆最重要的组成部件之一，其结构是否合理直接影响机车车辆的运行品 质、 动力性能和行车安全。 而构架是机车转向架的骨架， 是机车车辆最重要的承载结构之一， 也是转向架其它各零部件的安装基础，它将转向架的各个零部件组成一个整体，在机车的牵 引运行中起传递牵引力、制动力、横向力及垂向力的作用，因此，机车转向架构架的可靠性 对机车的性能和安全性有重大影响。 二、设计内容 1、对转向架构架左侧梁进行三维零件建模。 2、对转向架构架左侧梁进行整体装配，并对装配好的装配图进行干涉检查。 3、用结构分析软件 workbench 对构架的 5 种工况进行静强度校核。 4、对转向架构架进行模态分析。 三、主要成果形式及基本要求 1.绘制转向架构架的三维零件图和装配体。 2.转向架构架静强度校核。 3.转向架构架模态分析。 4.2 万字毕业设计论文及 3000 字相关文献外文翻译。 四、基础参考资料和文献 [1] 王伯铭.城市轨道交通车辆总体及转向架[M]. 成都：西南交通大学出版社，2014. [2] 黄云华，赵晓莉等.城轨车辆单轴转向架关键技术综述[J].电力机车与城轨车辆.2007. [3] 蒲广益. ANSYS Workbench 12 基础教程与实例详解.水利水电出版社，2012. [4] 王克印. Solidworks2011 中文版从入门到精通[M].北京：机械工业出版社，2010. [5] 赵建明. 转向架构架的强度分析与可靠性评价[J].机车车辆工艺.1992. [6] 王文静. 动车组转向架[M]. 北京：北京交通大学出版社，2012. 五、进度计划 第 1 周-第 3 周 第 4 周-第 6 周 第 7 周-第 10 周 第 11 周-第 13 周 搜集资料，信息调研。 SolidWorks 三维造型及装配。 Workbench 静力学分析和模态分析。 撰写论文。
祖炳洁
指导教师职称
教授
评 指导教 师 评阅人 答辩小 组组长 成绩：
定 成 绩
得分
得分
得分
院长(主任) 签字： 年 月 日
毕业设计（论文）任务书
题 目 动车组转向架构架结构分析（一）——左梁建模与结构分析 试 1206 班 祖炳洁 专业 导师 职称 机械（卓越） 教授
学生姓名 董宣利 学号 20121096 班级 承担指导任务单位 机械工程学院 导师 姓名
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毕业设计（论文）开题报告
题 目 董宣利 动车组转向架构架结构分析（一）——左梁建模与结构分析 学号 20121096 班级 试 1206 班 专业 机械（卓越）
学生姓名
一、研究内容摘要 进入二十一世纪， 人们越来越关注出行的快速舒适、 旅行的安全以及环境的可持续发展。 高铁本身不可替代的优势，使之成为世界经济快速发展的产物，高速铁路的到来，预示着轨 道交通的复兴。改革开放以来，我国经济飞速发展，普快列车越来越满足不了人们日益加快 的生活节奏和出行要求。大力发展高速铁路技术是适应现代化建设的跨越式发展，实现中国 梦的正确抉择。我国的基本发展方法是引进国外现有的先进设计制造技术，在此基础上进行 吸收，最终设计制造出具有我国自主知识产权的高铁技术，进入世界先进之林。CRH 高速列 车是电力动车组，是前铁道部向德国西门子、日本川崎重工等外企引入并消化吸收后，由中 国中车生产制造的高速动车组，命名为“和谐号” 。研究和谐号动车组转向架构架结构强度 有限元分析，对我国高铁技术以后向舒适性和环境相关性发展具有重要的理论应用价值。 二、进行的主要工作 1、绘制 CRH3 动车组转向架构架三维零件图。 2、根据转向架构架二维图，将绘制的三维零件图进行装配。 3、装配完成后，对装配体进行干涉检查。 4、学习 ANSYS Workbench 有限元分析软件，建立构架的有限元模型。 5、用 Workbench 对转向架构架模型进行静力学分析和模态分析。 三、预期达到的成果 1、对 CRH3 转向架构架的技术及工作原理有一定的了解。 2、熟练使用 SolidWorks 软件、进行转向架构架的三维造型。 3、熟练使用 SolidWorks 软件对转向架构架的整体进行三维装配。 4、掌握与运用 Workbench 进行转向架构架的静力分析。 5、掌握与运用 Workbench 进行转向架构架的模态分析。 四、毕业设计进度 1 -3 周 搜集 SolidWorks 及 Workbench 等软件的相关资料和高速转向架资料。 4 -6 周 使用 SolidWorks 2014 进行转向架构架的三维造型及装配。 7 -10 周 使用 Workbench 15.0 对转向架构架结构的静强度分析以及模态分析。 11-13 周 撰写论文和翻译文献。 五、搜集的参考文献和资料 [1] 王伯铭. 高速动车组总体及转向架[M]. 成都：西南交通大学出版社，2014. [2] 王文静. 动车组转向架[M]. 北京：北京交通大学出版社，2012. [3] 薛风先等. ANSYS 12.0 机械与结构有限元分析从入门到精通[M]. 北京：机械工业出 版社，2010. [4] 廉耀东. ANSYS Workbench 15.0 结构分析快速入门指南[M]. 北京： 电子工业出版社， 2015.
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摘
要
进入二十一世纪，人们越来越关注出行的快速舒适、旅行的安全以及环境的可持 续发展。高铁本身不可替代的优势，使之成为世界经济快速发展的产物，高速铁路的 到来，预示着轨道交通的复兴。改革开放以来，我国经济飞速发展，普快列车越来越 满足不了人们日益加快的生活节奏和出行要求。 我国的基本发展方法是引进国外现有 的先进设计制造技术，在此基础上进行吸收，最终设计制造出具有我国自主知识产权 的高铁技术，进入世界先进之林。CRH 高速列车是电力动车组，是前铁道部向德国 西门子、 日本川崎重工等外企引入并消化吸收后， 由中国中车生产制造的高速动车组， 命名为“和谐号” 。研究和谐号动车组转向架构架结构强度有限元分析，对我国高铁 技术以后向舒适性和环境相关性发展具有重要的理论应用价值。 本文先通过 SolidWorks 2014 完成 CRH3 动力转向架构架三维建模，排除干涉。 随后，用 Workbench 15.0 对构架进行前处理以及网格划分，制作有限元模型。参照铁 道部《动力转向架构架强度试验方法》中的规定，对转向架构架的载荷条件和约束条 件进行确定[1]。完成了 5 种工况的静态强度有限元计算。处理结果证明，构架结构强 度符合设计要求。 同时， 使用 Workbench 15.0 分析了构架的五阶模态。 本文所得的成果将对今后动 车组转向架构架的设计提供参考[2]。 关键词：转向架构架；有限元；静强度；模态分析
石家庄铁道大学毕业论文
动车组转向架构架结构分析（一） ——左梁建模与结构分析
Structural Analysis for Bogie Frame of EMU (Ⅰ) ––Modeling and Structural Analysis of the Left Beam
2016 专 学
届
机械工程
学院
Abstract
Entering the 21st century, people are increasingly concerned about the fast, safe and comfortable travel, and its environmental sustainable development. High-speed railway becomes the product of the rapid development of world economy, for its irreplaceable advantages. The arrival of the high-speed railway indicates the revival of rail transit. Since the reform and opening up, China’s economy has achieved a rapid development, normal train are behind the times, people cannot meet the ever-accelerating pace of life and travel requirements. The basic method of our country is to introduce foreign advanced design and manufacture technology, and design and manufacture the high-speed railway technology with independent intellectual property rights, and enter the advanced ranks of the world. CRH are electric multiple unit (EMU), is the former Ministry of Railways introduced from Germany's Siemens, Japan's Kawasaki Heavy Industries and other foreign companies, digested and absorbed, final produced the high-speed EMU by the CRRC, named the "CRH". The FEA of the strength of the bogie frame of the CRH is of great theoretical value to the comfort and the environmental correlation development in the future. In this paper, the SolidWorks 2014 is used to build the 3D model of the bogie frame of the CRH3 EMU, and eliminated the interference. Subsequently, Workbench 15.0 FEA software was used to complete the finite element mesh, and finally made the finite element model. The load condition and the constraint condition of bogie frame are determined by the strength test method of power bogie frame. The static strength finite element calculation of 5 kinds of working conditions was completed, and the calculation results show that the strength of the bogie structure meets the design requirements. Besides, the modal analysis of the bogie frame is carried out, and the results obtained will be of reference to the design of the bogie frame of the EMU in the future. Key words: bogie frame; finite element; static strength; modal analysis