高速動車軸箱彈簧強度性能研究及穩(wěn)健設計.pdf

1、隨著我國鐵路運輸向著高速、重載的方向不斷發(fā)展，對車輛零部件的性能提出了更高的要求。作為高速動車轉向架的關鍵零部件，軸箱彈簧在實現(xiàn)連接、定位、緩和路線不平順引起的振動與沖擊等方面起著至關重要的作用。因此，為保障行車安全，對高速動車軸箱彈簧進行強度性能研究是極其重要的。
　　近年來，在機械設計領域提出了不少現(xiàn)代設計方法，如可靠性（優(yōu)化）設計、可靠性靈敏度設計和穩(wěn)健性設計在理論和方法上都達到了二定的水平，并在應用中取得了一定的經(jīng)濟效益。

2、將上述設計方法應用到鐵路車輛零部件的設計中，對提升鐵路車輛零部件的可靠性和穩(wěn)健性有一定的參考意義。
　　基于以上論文第一章首先利用有限元軟件ANSYS建立了高速動車軸箱彈簧的模型，對彈簧的靜強度和接觸應力進行了研究。同時對軸箱彈簧的疲勞壽命和疲勞強度進行了分析和驗證。
　　論文第二章利用子模型技術對高速動車軸箱彈簧進行分析，運用子模型技術，細化網(wǎng)格，可以得到精確解，獲得的精確解同理論計算結果基本一致。同時對彈簧固有頻率進行理

3、論求解，并用ANSYS對彈簧模態(tài)進行分析，分析結果表明該型彈簧在使用中不會發(fā)生共振。
　　論文第三章對高速動車軸箱彈簧靜強度可靠性及疲勞強度可靠性進行了研究，并在可靠性基礎上建立軸箱彈簧可靠性優(yōu)化設計模型，利用MATLAB軟件對建立的優(yōu)化模型進行優(yōu)化，并分析對比了可靠性優(yōu)化設計和原設計的結果，說明所用的可靠性優(yōu)化設計方法實用、可靠，能夠滿足設計要求。
　　論文第四章在可靠性的基礎上研究了高速動車軸箱彈簧相關參數(shù)的靈敏度，采用

4、攝動法求解彈簧的局部靈敏度，然后利用ANSYS軟件PDS模塊的響應面法對軸箱彈簧狀態(tài)函數(shù)全局靈敏度進行了仿真分析，獲得了彈簧統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)和趨勢分析數(shù)據(jù)，并分析了相關數(shù)據(jù)對彈簧參數(shù)靈敏度的影響。
　　論文最后在可靠性優(yōu)化設計模型的基礎上，把可靠性靈敏度加到目標函數(shù)中，將可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設計歸結為滿足可靠性要求的多目標優(yōu)化問題，建立了高速動車軸箱彈簧的穩(wěn)健優(yōu)化設計的模型，并利用MATLAB軟件對建立的模型進行優(yōu)化。通過可靠性穩(wěn)健設計的彈