1. 研究目的与意义（文献综述）

近年来，轨道交通大大缓解了城市交通压力，并且由于其快速、高效、无污染的特点，它也被称为绿色交通。到2014年底，中国大陆的城市轨道交通已经进入运行在22个城市，其包括总长度在2699.9公里的83条作业线^[1]。转向架技术是轨道车辆的关键技术之一，在列车行驶过程中，车体的承载以及轮轨之间的各种载荷及作用力都要靠转向架来承受和传递，转向架可以起到牵引、制动、导向、支承及隔振等作用，转向架的好坏决定了车辆牵引制动特性、轮轨寿命及运行品质。高速列车的转向架应该具有较好的曲线通过能力和适宜的运行稳定性，目前无摇枕转向架具有低噪声、轻量化的优点，在城市轨道车辆中用的比较广泛^[2]。为满足轨道车辆转向架的高强度和轻量化，国内外众多学者对转向架技术做出了各自的研究和贡献。

目前轨道车辆构架主要采用焊接结构，国外对转向架构架的结构设计分析方法比较成熟，其研究过程可分为4个步骤：（1）选取典型线路作为实验路线，通过若干次模拟列车各种不同的工况条件的试验，采集到构架结构上的载荷、应力和加速度。（2）通过有限元软件计算得出构架应力，得出关键点的计算数据与试验点的数据相对比。（3）通过试验和计算，再结合构架材料属性和加工工艺，得出转向架构架的评定依据。（4）最后通过仿真验证构架的结构合理与否^[3]。国外许多相关领域的知名专家学者都对转向架构架进行了大量研究，在地铁车辆转向架研究方面，知名学者luo r k等人对转向架构架疲劳强度进行了大量的试验和计算，在疲劳损伤理论的基础上利用动力学仿真、应力分析等手段对构架进行了疲劳寿命评估^[4]。liliana r c a，florin b和nicolae i等人对转向架构架的材料进行了内应力的分析计算 ^[5]。chvojana j和vaclavika j等人也对grp转向架提出了整体性试验^[6]。随着技术的发展，对于新型复合材料转向架方面，jeon k w，shin k b和kim j s对玻璃纤维/环氧树脂层压复合材料的转向架进行了疲劳寿命的计算和分析，最后通过理论分析验证了gfrp复合材料转向架能够满足轨道车辆在各种外部负载下的强度要求，其寿命也适用于城市轨道列车的长期服务^[7]。.zhang j，wang j和wang q利用cdf分析方法，分析了转向架切角对轨道车辆运行时受到的空气阻力的影响，得到的结论是：利用一种复合模式的转向架切角将会减少高速列车的一些空气阻力^[8]。近年来，我国关于转向架的研发水平随着国外先进转向架技术不断引进而有所提高，其中西南交通大学在转向架结构优化和振动特性方面的研究具有颇高的水平^[9]。转向架的设计过程中要考虑很多因素，轨道车辆转向架在车辆运行中的受力状况十分恶劣，结构的疲劳破坏是其主要失效形式。对轨道车辆转向架的有限元疲劳分析具有重要意义，其主包括建模、单元选择及划分、加载和求解四个步骤^[10]。王海涛，化凤芳等人利用有限元法在abaqus软件上对两种不同的城市轨道车辆转向架构架进行了静强度分析，找到了两种转向架构架的最大应力点和易断裂点，为后续的转向架构架维护策略提供了相应的理论支持^[11]。李延林，张涛等人根据损伤容限法估算转向架构架的寿命，同时也比较分析了直接测试法、频域识别法和准静态法在多种焊接构架载荷的计算上的优缺点^[12]。王景振根据转向架的模态分析图，得到转向架构架的固有频率的变化规律：随着构架板厚的增加，各阶固有频率都在不断增大 ^[13]。刘学刚根据国内外对转向架动态特性的研究以及有限元法的模态分析原理，通过optistruct优化方法，使得转向架构架的质量下降了2.52%，并且满足强度要求^[14]。

由于城市轨道交通车辆设备造价十分昂贵，因此对轨道车辆转向架的保养和维修是十分重要的。郭云鹏，赵润生等人根据海因里希法则建立转向架维修周期模型，最后得到的结果是：转向架的隔日检的维修模式可以延长至20天一次的预防维修，从而降低了成本^[15]。王磊，贺世忠等人也对武汉轨道交通1号线二期工程车辆转向架的维护手册进行了优化，从已完成的11列车的转向架架修工作情况来看，whl1e工程车的转向架的维护是科学的^[16]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的目标

在能熟练运用catia 软件和abaqus 软件的基础上，成功完成轨道车辆转向架的三维建模以及有限元分析。

2.2研究的基本内容

3. 研究计划与安排

第一阶段（7 学期第20周）：确定毕业设计题目、毕业设计任务书(相关参数)、校内资料收集

第二阶段（8 学期第1周）：方案构思、文献检索、完成开题报告

第三阶段（8学期第2-3周）：外文翻译、资料再收集

4. 参考文献（12篇以上）

[1] fu d,wang w,dong l.analysis on the fatigue cracks in the bogie frame[j].engineering failure analysis,2015,58:307-319.

[2] 刘彬.城市轨道交通车辆转向架结构设计[j].引文版:工程技术， 2015(38)：163-163.

[3] 栗海涛.高速动车组动力转向架结构分析及动态仿真[d].石家庄铁道大学，2015.