SKMB-200 型转向架构架强度与结构优化仿真分析

张嘉鹭，马 军，竺亚升

（江苏师范大学 机电工程学院，江苏 徐州 221008）

转向架作为高速动车组的走行部，对动车组运行的稳定性、平顺性和安全性有着重要影响。构架是其主要的承载部件，转向架上的各个零部件均须安装于构架上并形成一个整体。因此，动车组转向架在服役过程中要求其构架须具备足够的强度，以确保列车行驶安全[1]。

目前，我国科技工作者在构架强度及疲劳校核领域已进行了一些研究。例如，梁红琴等[2]以CRH2 动车组转向架构架为研究对象，结合S-N 疲劳曲线进行了较大应力部位的疲劳寿命预测和可靠度评估；荆志勇等[3]依据国际铁路联盟规范UIC615-4 标准，校核了CRH5 型动车组构架的强度；冯遵委等[4]探究了超常工况和模拟运营工况载荷条件下构架的静强度，并将构架在不同工况下受到的静、动载荷相加，进行了二次校核。

然而，现阶段针对构架的研究仍多以强度校核及疲劳分析为主，针对其优化设计的研究相对较少[5]。因此，本文借助有限元和虚拟仿真技术，采用ABAQUS、Hyperworks 等多种CAE 软件，以应用于CRH380A 型动车组上的SKMB-200 型动力转向架构架为研究对象，对其静强度和结构优化进行仿真分析。

1 三维模型的基本处理

1.1 网格划分

SKMB-200 型转向架构架主要由左右侧梁、两个横梁和纵向连接梁焊接而成，构架的主要承载构件采用符合JISG3114 标准的SMA490BW 型耐候钢材料，其他部位采用合金结构钢。限于篇幅，本文将SMA490BW 钢的弹性模量、密度、泊松比等参数列出，如表1 所示。

表1 构架材料属性