动车工艺转向架轮构架有限元分析及优化设计

戴 俊

（唐山学院 机电工程系，河北 唐山063000）

0 引言

动车工艺转向架是在CRH各型动车组车体解编大修时替换动车组高速转向架，在工艺状态下支撑车体在各检修区域走行，从而完成高速转向架及车体各项检修任务的专用设备。也就是说，工艺转向架用于检修库内替代动车转向架，为动车车体提供一个具有移动功能的临时支撑平台［1－3］。

轮构架是工艺转向架的主要承载部件，也是安装各种零部件的骨架，需要承受和传递交变的垂向力、横向力和纵向力，故它的安全性对动车车辆检修的安全性、可靠性和经济性至关重要。因此工艺转向架在满足强度要求的前提下，还必须尽量减轻其自身的重量。为解决强度要求和重量要求这一对矛盾，本文利用Pro／E，ANSYS等现代工程软件平台，以动车工艺转向架的轮构架为研究对象，对其进行建模、分析、优化，为工艺转向架的开发提供理论依据和技术支持。

1 轮构架模型的建立

轮构架的上方安装有蓄电池箱和横梁来支撑机车车体，下方主要安装电机、减速机及轴、箱座等零部件。轮构架主要由钢板焊接而成，其前后、左右均为对称结构。在Pro／E软件中采用拉伸、镜像等命令，对轮构架进行三维建模，得到轮构架的有限元模型，如图1所示。

图1 轮构架有限元模型

为了更顺利地进行研究，需要对轮构架的有限元模型进行必要的简化，忽略微小结构对分析的影响，如很小的倒角、圆角等。

网格划分：基于轮构架的结构特点，将其离散成实体类单元。……