基于高速列车转向架系统的数值模型修正

杨丹丹，郭勤涛,，张令弥，李海涛，陶言和

(1. 南京航空航天大学 机电学院，江苏 南京 210016； 2. 中车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东 青岛 266111；3. 南京杰弗科机械技术有限公司，江苏 南京 210007)

0 引言

在机车的结构动力学设计中，转向架等复杂机械结构的动力学特性对车体、悬架以及整车的动力学特性具有重要的影响。有限元模型修正技术[1-2]基于试验结果对有限元仿真模型进行调整，缩小仿真和试验对应响应之间的误差，已达到提高有限元仿真模型的可行度的目的，现已在机械、土木及航空航天等领域得到广泛应用。模态试验[3]和修正方法[4-5]是有限元模型修正的两个主要方面。基于锤击法的试验模态分析是最为常用的方法，通过如频响函数交叉检验、频响曲线拟合等可以准确辨识出结构的模态频率、频响函数等重要的结构特性。大量的学者也对修正方法做了研究，主要包括基于灵敏度分析的方法、传统优化算法以及智能优化算法。本文建立了转向架的预修正模型，在锤击法模态试验的基础上，采用灵敏度分析方法对机车转向架模型中的参数进行了修正。

1 有限元模型修正技术的基本理论

基于模态特征值或模态特征向量的灵敏度分析[6]是解决大自由度结构动力学模型修正的主要方法。该方法的基本理论发展成熟，主要的步骤和公式如下。

已知结构的有限元模型共有n个设计参数，其中前m个为待修正的参数，则设计参数可以表示……