动车组作为高速铁路运输的载体,必须具备良好的运用状态。作为转向架上的关键承载结构,构架不仅承担着车体的自重和载重,还传递着车辆运行中的各种载荷。车辆的高速运行加剧了车辆的振动,构架的运用条件也愈加恶劣。因此,为了保证车辆安全、可靠的运行,必须保证构架具备足够的强度和刚度。本文选取某型动车组焊接构架为研究对象,利用有限元方法对构架进行了强度分析和模态研究,主要完成了以下工作。本文首先对国内外构架的强度设计及试验标准进行了对比分析,依据JIS E 4207《铁道车辆用转向架构架设计通则》及《200km/h及以上速度级铁道车辆强度设计及试验暂行规定》(简称《暂规》)分别计算了构架的载荷工况。三维实体模型的建立是进行结构强度分析的基础。参照构架的相关技术图纸,利用三维造型软件Solid Works建立了构架的实体模型。在建模过程中,对构架进行了简化处理,简化了非应力集中区域的圆角、倒角等,并将不影响分析结果的安装部件进行了简化处理。利用有限元分析软件ANSYS Workbench建立了构架的有限元模型,包括网格的划分以及约束边界条件的添加。根据两种标准计算的载荷工况完成了构架的静强度分析,并基于Mises应力法对构架进行了静强度评价,构架在各种载荷工况下的应力满足要求。根据静强度的分析结果,对构架上的应力集中位置进行了应力统计计算,并利用材料的Goodman疲劳极限线图对构架进行了疲劳强度校核,疲劳校核点均未超出疲劳极限线图的包络线,构架满足疲劳强度要求。运用子模型技术,对构架的空气弹簧安装座进行了网格细化,并按照《暂规》中的超常垂向载荷工况进行了强度分析,子模型的最大应力值为57.875MPa。与整体模型分析相比,子模型的使用大大降低了计算时间,并且提高了计算精度。最后,在ANSYS Workbench中对构架进行了模态分析,研究了构架的固有振动特性,得出了构架的自振频率和对应的各阶振型,构架的最低阶固有频率为39 Hz,高于线路的激扰频率及车体等部件的自振频率,避免了共振现象的发生。