高速列车空调机组作为高速列车空调系统的重要组成部分,其可靠运行对高速列车空调系统稳定工作及高速列车安全行驶至关重要。空调机组管路系统长期经受压缩机机体振动的传递和管路内冷媒压力脉动而产生振动,引起管路结构疲劳破坏,影响空调机组的可靠运行和降低空调机组的使用寿命,情况严重时还会造成高速列车行车事故。因此,有必要对高速列车空调机组管路系统的振动问题进行分析,对空调机组管路结构进行多目标优化设计,实现在改善空调机组管路系统振动情况的同时减轻管路重量,降低制造成本。本文的研究对提高高速列车空调机组的运行可靠性和空调机组管路系统轻量化具有重要的意义。本文首先基于结构动力学理论和流固耦合理论对空调机组管路系统的振动问题进行理论分析;然后以某型高速列车空调机组管路系统为研究对象,利用有限元仿真分析软件ANSYS Workbench对空调机组管路系统进行模态分析和谐响应分析,通过模态分析得到空调机组管路系统的固有振动特性,并着重分析了管路内流动冷媒对管路系统固有振动特性的影响规律;通过谐响应分析求解空调机组管路系统的振动位移和应力分布情况,在此基础上分析了压缩机机体振动、管路内冷媒压力脉动以及高速列车不同运行工况下空调机组管路系统的振动位移值和振动应力值;最后提出了一种降低管路振动位移、减小管路振动应力以及管路轻量化的多目标优化设计方法,即利用正交试验设计筛选出对管路振动最大位移和管路振动最大应力有显著影响的结构参数,并拟合显著结构参数与管路振动最大位移、管路振动最大应力及管路重量的二次响应面模型,采用非劣排序遗传算法(NSGA-II)对拟合的二次响应面模型进行寻优计算,得到最优化的管路结构设计方案。通过对优化前后的空调机组管路系统有限元仿真结果进行比较分析,优化后吸、排气管路的振动最大位移、最大应力和重量分别下降了61.59%、55.91%、26.39%和67.66%、70.26%、21.32%。研究结果表明本文提出的针对空调机组管路结构的多目标优化设计方法能够有效的降低管路振动位移、减小管路振动应力和减轻管路重量,不仅改善了空调机组管路系统的振动情况而且实现了管路系统的轻量化。本文的研究内容可为空调机组管路系统的振动研究和管路结构优化设计提供有益的参考。