| 摘 要： | 目前对高速列车转向架零部件异常振动问题的处理大多侧重于成因分析,从产生异常振动的源头上提出控制措施,不能从根本上解决异常振动的问题。在零部件结构可调整的情况下,参数优化对解决异常振动问题更加有效。现场试验发现,我国某型高速动车组在运营过程中出现吊耳装置异常振动且个别出现明显断裂裂纹的现象,针对此问题,采用有限元法,对其结构进行参数优化。对吊耳装置开展运行状态下的振动、应力特性和静态力锤模态特性测试,掌握了吊耳装置的加速度和应力响应频谱特性,分析异常振动的成因,确定目标变量。然后建立吊耳装置有限元分析模型,分析吊耳装置的振动特性、应力特性和疲劳寿命,研究吊耳装置的厚度和倒圆角半径对其振动特性、应力水平和疲劳寿命的影响。结果表明,吊耳装置厚度增加3 cm、6 cm、9 cm,振动显著频段加速度有效值分别降低4.6 dB、6.1 dB和8.9 dB,断裂处应力分别降低11.8%、19.0%和23.9%,疲劳寿命分别提高1.9倍、3.3倍和4.3倍;倒圆角半径增大3 mm、6 cm和9 cm,显著频段加速度有效值分别降低6.8 dB、10.9 dB和15.7 dB,1阶弯曲模态对应频率逐渐远离轴箱激励的显著区域,断裂处横向应力分别降低25.7%、38.6%和52.9%,疲劳寿命分别提高1.8倍、3.6倍和5.1倍。吊耳装置优化后的结构参数为:厚度20 cm,倒圆角半径9 cm,中间幅板宽度30 cm,螺孔半径8.5 cm。相关研究可为吊耳装置的设计提供参数范围,对降低运营过程中吊耳装置的异常振动、降低应力以减少断裂发生和提高疲劳寿命提供参考。
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