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普速列车作为我国营运面积最大、使用范围最广的列车，在整个铁路运输组织中具有重要的地位。随着经济发展，各地区的交流日趋频繁，为满足客运的需求，我国铁路客运进行了几次大提速。提速后的铁道车辆轮轨激扰增大，转向架系统各部件之间的模态频率值接近，会导致部件产生共振，并导致转向架各零部件振动加剧。
本文针对209P转向架系统模态匹配问题进行研究分析，建立有限元模型和刚柔耦合多体动力学模型，分析209P转向架模态分布情况和各部件振动情况，提出转向架系统模态匹配实现方法，然后用车轮不圆的激励对转向架模态匹配进行验证。
首先，根据车辆三维模型建立离散后的209P转向架系统与车体的有限元模型，并计算获得车体和转向架各部件的模态参数。为了验证有限元模型的正确性，采用力锤对209P构架做试验模态分析，将有限元结果与试验结果进行对比、分析。
其次，利用Guyan缩聚法对有限元模型进行缩聚，进一步建立刚柔耦合多体动力学模型，利用中国干线谱作为激励，分析209P转向架系统与车体在不同速度下的振动响应情况。
随后，提出209P转向架系统模态匹配设计策略和流程，并结合209P转向架系统与车体的模态分析结果和振动响应情况，进行模态匹配研究：转向架系统与车体模态的解耦、转向架系统自身模态的解耦和转向架系统与激励源的解耦。模态匹配结果表明，209P转向架系统自身模态能彼此解耦。
最后，分析了车轮不圆形式，并根据实测车轮不圆数据，对动力学模型进行仿真计算。分析车轮不圆对209P转向架系统和车体的振动响应情况。车轮不圆影响频带较宽，在低频区段(＜30Hz)容易激起构架横移和摇头振型，高频区段(30-115Hz)会与构架、安全吊、弹簧托梁的模态频率重合，产生共振。209P转向架安全吊座断裂问题主要由于车轮不圆的激励使安全吊产生共振，建议提高安全吊模态频率。根据车轮不圆所造成振动加剧的激励频率进行模态匹配分析，对激励频率附近容易引发共振的部件重新优化模态频率，并制作模态匹配表。
本文针对209P转向架系统模态匹配问题进行研究分析，建立有限元模型和刚柔耦合多体动力学模型，分析209P转向架模态分布情况和各部件振动情况，提出转向架系统模态匹配实现方法，然后用车轮不圆的激励对转向架模态匹配进行验证。
首先，根据车辆三维模型建立离散后的209P转向架系统与车体的有限元模型，并计算获得车体和转向架各部件的模态参数。为了验证有限元模型的正确性，采用力锤对209P构架做试验模态分析，将有限元结果与试验结果进行对比、分析。
其次，利用Guyan缩聚法对有限元模型进行缩聚，进一步建立刚柔耦合多体动力学模型，利用中国干线谱作为激励，分析209P转向架系统与车体在不同速度下的振动响应情况。
随后，提出209P转向架系统模态匹配设计策略和流程，并结合209P转向架系统与车体的模态分析结果和振动响应情况，进行模态匹配研究：转向架系统与车体模态的解耦、转向架系统自身模态的解耦和转向架系统与激励源的解耦。模态匹配结果表明，209P转向架系统自身模态能彼此解耦。
最后，分析了车轮不圆形式，并根据实测车轮不圆数据，对动力学模型进行仿真计算。分析车轮不圆对209P转向架系统和车体的振动响应情况。车轮不圆影响频带较宽，在低频区段(＜30Hz)容易激起构架横移和摇头振型，高频区段(30-115Hz)会与构架、安全吊、弹簧托梁的模态频率重合，产生共振。209P转向架安全吊座断裂问题主要由于车轮不圆的激励使安全吊产生共振，建议提高安全吊模态频率。根据车轮不圆所造成振动加剧的激励频率进行模态匹配分析，对激励频率附近容易引发共振的部件重新优化模态频率，并制作模态匹配表。