基于ANSYS的高速客車轉向架構架可靠性研究.pdf

1、結構設計參數的隨機性是普遍存在的，而這種隨機性的存在往往會帶來結構響應參數的不確定性。在結構可靠性分析中，通過研究結構設計變量隨機性對結構響應量的影響，可以給出衡量結構響應參數隨機性程度的一個概率值，從而量化了響應量的這種不確定性。現代有限元技術和動力學仿真分析技術的發(fā)展，為結構可靠性分析技術在工程領域內推廣提供了良好的契機。在鐵道車輛組成部件中，轉向架對保證鐵道車輛運行品質尤為重要，在車輛運行過程中，轉向架在承受著由車體和線路傳來的各

2、種載荷的同時，還要確保車輛具有良好的動力學性能，而構架作為轉向架最重要的承載部件和安裝基礎，其結構可靠性一直都是轉向架設計、分析所關注的焦點。
　　本文從結構可靠性角度出發(fā)，以我國某城際高速客車轉向架構架為研究對象，考慮了構架設計中存在的隨機因素，建立了構架靜強度失效極限狀態(tài)方程。首先，借助有限元分析軟件ANSYS創(chuàng)建構架有限元模型，并結合相關標準對該構架靜強度進行分析評估。同時利用UIC-ORE多軸應力轉化為單軸應力疲勞強度評估

3、方法，對該構架主體結構進行疲勞強度評定。結果表明，該構架靜強度和疲勞強度均能夠滿足相關標準的評定要求。
　　在確定性分析中，構架靜強度和疲勞強度能夠滿足相關標準的評估要求。而在本文進一步的構架靜強度可靠性研究中，則考慮了設計變量的隨機性。根據構架靜強度計算結果，確定了兩個構架靜強度分析工況，利用ANSYS中集成的可靠性分析模塊PDS，對構架靜強度可靠性進行分析。由于兩種分析工況各自的功能函數與載荷條件的不同，采用Monte Car

4、lo法對構架進行可靠性分析，分析結果顯示，構架在超常載荷工況作用下的可靠性分析循環(huán)中沒有出現靜強度失效樣本，可以認為構架在該工況下靜強度可靠。而模擬運營載荷作用下的構架靜強度卻存在著有一定的失效概率。構架可靠性靈敏度分析結果可以顯示在諸多設計變量中尋找對構架靜強度影響最顯著的因素，研究結果表明，在超常載荷中的扭曲載荷與側梁垂向載荷對構架靜強度的可靠性有著顯著影響。
　　隨機輸入變量數據的來源對可靠性分析結果十分重要。本文嘗試利用從