随着高速铁路的飞速发展,高速列车的载客量及运行速度不断提升,其安全性问题受到了越来越多的关注。转向架构架作为高速列车的关键部件,既要承受来自车身的重力载荷,又要承受来自轨道不平顺等影响造成的载荷,受力十分复杂。因此,对列车转向架构架的强度及刚度进行深入研究是十分必要的。同时,为了降低车辆的运行能耗及制造成本,在保证列车安全性的前提下,对其进行轻量化优化设计也是一个重要的研究方向。本文以某型动车转向架构架为研究对象,对列车转向架构架的安全性问题及优化设计问题进行了以下研究:(1)依据UIC615-4标准进行载荷工况施加,通过有限元前处理软件Hypermesh对转向架构架的几何模型进行网格划分,建立构架的有限元模型。(2)通过有限元计算软件Ansys进行构架的无约束自由模态分析及超常载荷工况下的静强度计算。依据疲劳线性累积损伤理论,通过名义应力法进行转向架构架的疲劳强度计算,并根据BS标准—《钢结构疲劳设计和评定实用规程》进行疲劳强度校核分析,利用Matlab软件编写计算程序计算构架的疲劳累计损伤比。(3)根据上述计算结果,进行构架的安全性校核分析。(4)利用Optistruct模块进行构架的优化设计,首先解决部分部件在安全性校核中出现的问题,然后对构架进行轻量化优化。(5)依据优化结果进行模型参数的修改,重新进行无约束自由模态分析,静强度计算及疲劳强度计算,以验证优化结果的合理性。通过上述研究,首先完成了对转向架构架的安全性校核,并依据校核结果对转向架构架进行了结构分析。然后通过优化设计,提高了结构薄弱处的强度;降低了构架的整体质量。最终在满足各项标准要求的前提下,实现了转向架构架轻量化的优化目标。以上研究为转向架构架在以后的使用过程中进行维修保养及优化设计提供了一定的参考价值。