随着动车组速度的不断增加,车体动态性能变差。车下各大型设备如空调、变压器、制动模块单元等,会对车体动态特性产生很大影响。以某型号高速动车组为主要研究对象,通过改变车下设备垂向、纵向和横向吊悬刚度,计算分析了车体模态频率和振型。得到了车体模态频率随车下设备吊悬刚度的变化规律,为动车组车下设备吊悬刚度设计提供依据。本文主要研究以下内容:(1)建立车体有限元模型。根据高速动车组的几何模型及车下设备相关参数,用Hypermesh软件进行前处理工作,划分车体有限元网格,采用刚性连接建立车体有限元模型。(2)整备状态下车体模态计算。将Hypermesh软件输出的Inp文件导入Abaqus软件内,基于Abaqus软件用有限单元法计算车体模态,得到车体前五阶模态频率和振型。(3)车体模态优化设计。以侧墙、底架、车顶、底架边梁、牵枕缓部位板件厚度作为设计变量,车体的总重量为约束条件,车体前三阶模态频率之和最大化作为目标函数,完成了车体优化设计。在此过程采用两种优化方案,方案一是选择56个大质量的板件作为设计变量,进行车体模态优化,优化后56个板件的厚度都发生了不同大小的变化。以优化结果作为初始值,采用相同的优化模型和优化算法,再次对车体进行了优化设计。另一种方案是设计变量的个数增加到76个,采用相同的优化模型和优化算法,实现车体结构优化设计。(4)研究分析车下设备吊悬刚度对车体模态的影响。基于优化后车体结构,计算分析了车下设备采用弹性吊悬时的车体模态;计算分析了同时改变车下各个设备吊悬刚度对车体模态的影响;单独将各设备吊悬刚度增加1/4、减少1/4对车体模态的影响;分别改变车下设备垂向、纵向、横向吊悬刚度对车体模态的影响。得到了车体模态频率随车下设备吊悬刚度的变化规律。