学 出版 社 ，０ １ ２０ ．
［ ］ 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 。