前端开闭机构的主要作用是为了使动车组在非正常牵引工况下进行调车作业时,能够方便地实现前舱门的开启、关闭,从而实现车钩连挂,而在正常运行时能保持前舱盖的关闭和自锁并将车钩、风管等连接装置隐藏在车头盖内部。以及两列车编组时,车钩连挂后保持前舱门的打开和自锁。时速250公里级动车组用前端开闭机构的设计方案源自国外,经国产化后在国内实现装车运行。对该机构的设计优化是本文的研究目的。本文通过以下四个方面对时速250公里级动车组用前端开闭机构现有方案进行优化改进,从而达到国产化及优化结构降低成本本的目的。首先,对原机构建立完整的三维模型,即数据还原;结合CATIA三维模型进行DMU运动仿真,掌握其运动原理及主要设计参数;记录关键零部件;识别易损易耗件;针对其特点提出优化方案,并结合材料的性能对比分析验证材料替换后强度变化。其次,通过多功能翻转焊接工装在工艺上保证主框架和悬挂支架的焊接可行性、可达性。通过焊后喷砂、退火等工艺释放焊接结构应力,减小变形量;为确保安装尺寸的准确性,采用整体机加工工艺;安装翼采用模具成型替代整体机加工,降低加工成本,减少材料浪费。第三,试验样机制作和故障模式计算并行,对样机进行功能试验、静载试验、高低温试验、耐久试验、冲击振动试验等各种试验,模拟车辆运行工况,验证优化机构的安全与可靠性能。通过对结构故障模式影响和危害性分析计算,得出每个子零部件失效概率,识别出关键零部件及易损易耗件,做好备品备件方案,保证机构后续长期运行过程中检修工作。最后,安装于模型试验车,经过500多天的试验线路真实路况、真实气候环境检验,优化方案经受住考验,未出现安全性故障;经新一轮招标工作,已经获得批量投产资格。