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轮构架有限元分析在静载荷作用下的结构整体变形，最大位移为０.３６３ｍｍ，出现在轮构架的心盘承载面上；最小的变形为０.０４０３ｍｍ，出现在轮构架的轴箱位置。从实际结构及变形效果图来看，轮构架承载面主要为垂向变形，相对位移量在可接受范围内，因此轮构架的刚度满足要求。

轮构架作为关键零件，经静力分析后发现其所受最大当量应力为３０.０４８ＭＰａ，远小于许用应力１４２ＭＰａ的标准，而最大位移量只有０.３６３ｍｍ，安全余度较大，因此需对轮构架进行优化设计。

轮构架优化目标是在轮构架允许的变形范围内，找到受力最大的侧梁的最小宽度和厚度，从整体上减小侧梁重量，达到节省材料和减轻重量的目的。表１给出了定义优化变量，Ｗ为侧梁宽度，Ｈ为侧梁厚度，Ｍ为轮构架的质量。

图５为轮构架侧梁宽度迭代曲线，图中横坐标为宽度（ｍｍ），纵坐标为应力值（ＭＰａ）。图６为轮构架侧梁厚度迭代关系曲线，横坐标为厚度（ｍｍ），纵坐标为应变值（ｍｍ）。图７，图８为优化后轮构架的等效应力云图和位移云图。表２展示了优化前后参数对比。由图７可知，优化后轮构架所受最大应力为８６.１０１ＭＰａ，小于许用应力１４２ＭＰａ。从图８中可知，轮构架最大节点位移为４.２４７ｍｍ，最小节点位移为１.９３５ｍｍ，轮构架心盘承载面相对于轴箱位置的位移为２.３１２ｍｍ，均小于许用应变值５.６２５ｍｍ，比较理想。

   基于Ｐｒｏ／Ｅ软件对动车工艺转向架轮构架进行了三维造型，并利用ANSYS软件对轮构架进行了静力分析和优化。优化后轮构架侧梁宽度比优化前减少了１１５.８ｍｍ，厚度减小了４４.５ｍｍ，优化后重量减少了４１％，最大位移从０.３６３ｍｍ增大到４.２４７ｍｍ，优化后的最大应力８６.０１ＭＰａ远小于材料在运营工况下的许用应力１４２ＭＰａ。因此，通过优化大大减轻了轮构架的重量，达到了优化的目的，位移和应力都符合设计要求，从而节约了材料，降低了成本。