截止到2019年年底,中国铁路营业里程达到13.9万公里以上,其中高铁里程3.5万公里;中国内地累积有40个城市开通城轨交通运营线路6730.27公里,其中地铁占比77.07%。轨道交通作为一种快速便捷的出行方式逐渐成为国民出行的首选。构架作为轨道车辆整体的主要承载结构,承载和传递来自车辆本身以及轨道的各种随机载荷。在各类载荷作用下构架产生的疲劳裂纹是其主要的失效形式,因此构架的强度是否满足设计要求将直接影响轨道车辆运行的安全性,在设计阶段对构架进行科学合理的强度评估具有重要工程意义。以A型地铁车辆焊接构架为对象展开构架强度评估的研究工作,主要完成的工作有以下内容:第一,对疲劳强度评估方法展开研究。说明焊接结构疲劳强度分析的特殊性,与金属疲劳问题具有本质的区别。阐述焊接结构疲劳强度分析时所涉及的名义应力、热点应力、缺口应力、结构应力四种应力类型。研究耐久极限法和累积损伤法的基本思路,结合DVS1612标准和BS7608标准分别研究两类焊接结构疲劳强度分析方法的流程。第二,对A型构架的静强度进行评估。利用Hypermesh前处理软件建立A型构架的有限元模型,根据EN13749标准计算A型构架的超常载荷,并组合成32种静强度工况,模拟构架在极限条件下的受力情况。结果表明,应力最大危险点主要发生在一系弹簧座过渡圆角处、牵引拉杆座过渡圆角处、齿轮箱吊座螺栓孔处、纵向梁下盖板与横梁连接焊缝处;母材区最小安全系数为1.02,焊缝区最小安全系数为1.33,构架的静强度满足设计要求。第三,对A型构架的模态进行计算。采用ANSYS软件的分块Lanczos法计算构架模态,构架的振动频率为44.95-150.63Hz,轨道车辆的激振频率一般为10Hz,因此该构架在实际运行过程中不会与车辆发生共振现象。第四,对A型构架进行疲劳强度评估。介绍LIMIT疲劳仿真分析软件的算法原理,根据EN13749标准计算A型构架的模拟运营载荷,并组合成45种模拟运营工况,模拟构架在运营条件下的受力情况。结果表明,各关键焊缝的最大综合利率主要集中在焊缝的端部、过渡圆角处、焊接件截面突变处。所有关键焊缝的最大综合利用率为0.850,为小纵梁下盖板与横梁焊缝,综合利用率均小于1.1,满足DVS1612标准的设计要求。在设计阶段对构架进行科学合理的强度评估可有效降低构架疲劳失效的概率,对提高轨道车辆运行的安全性具有重要意义。