地铁列车自动控制天线支架结构改进设计

张明阳 龙章华

（中国南车南京浦镇车辆有限公司，210031，南京∥第一作者，工程师）

本文所述ATC（列车自动控制）天线支架是为地铁车辆设计的新型结构，作为ATC天线及轮缘润滑喷嘴的安装座，安装于转向架端部。其结构的可靠性和承受振动冲击的能力，将直接影响车辆系统信号接收及车辆运行的安全，因此必须保证其强度和刚度满足设计要求，同时还应具有良好的动力学性能。为验证此ATC天线支架的结构强度及在车辆正常振动和冲击环境下承受振动冲击的能力，对原型支架进行了强度计算和振动冲击试验。原型支架经计算满足静强度要求，但却未能通过振动冲击试验，在试验过程中发生了断裂。

为分析原型支架发生断裂的原因，并对其结构进行改进设计，在改进设计阶段对其进行动力学特性的预测和仿真分析。HyperWorks作为高效的CAE软件工具集前后处理与求解器于一体，功能全面、操作便捷。因此，利用HyperWorks工具对原型支架进行了模态分析，并进一步讨论了原形支架结构的改进途径。经综合考虑之后，对原型支架进行了改进设计，并再次对改进的支架进行计算分析和试验验证，使之最终满足设计要求。

1 原型支架的模态分析

1.1 模型的建立

原ATC天线支架主要由ATC天线安装支架、轮缘润滑器喷嘴安装板和筋板等3个部分组成，如图1所示。

图1 原型ATC天线支架的几何模型

使用CAD（计算机辅助设计）软件CATIA工具创建ATC天线支架几何模型，然后将几何模型导入HyperMesh工具进行几何清理，最后采用四面体单元对模型进行网格划分，从而对ATC天线支架建立了有限元模型。……