本文利用HyperMesh建立构架的有限元模型，参照UIC615-4标准对构架加载主要运营载荷，用RADIOSS求解各工况下的应力，并计算出关键点的应力幅和平均应力。然后用HyperGraph软件绘制材料的Goodman疲劳极限图和关键点的平均应力和应力幅的关系，根据Goodman图完成了构架的疲劳强度分析，得出构架的疲劳强度合格的结论。
1 引言
转向架是地铁车辆的重要部件之一，它直接承载车体重量，保证车辆顺利通过曲线。同时，转向架的各种参数也直接决定了车辆的稳定性和车辆的乘坐舒适性。构架作为转向架其余零部件的安装基础，不仅要将车体重量和运行中的振动载荷传递到轮对，还要承受连接在其上的牵引、制动与悬挂系统部件所产生的各向载荷。由于构架有如此复杂的受力状态，因此，有必要在转向架的设计阶段对构架的疲劳强度进行评估。本文以地铁车转向架的构架为研究对象，利用Altair公司的HyperMesh软件建立构架的有限元模型，并利用RADIOSS求解器软件求解构架在几种典型的工况下的应力，计算出关键点的应力幅和平均应力，根据材料的Goodman图，完成了构架的疲劳分析。
2 构架的有限元模型
转向架构架为全封闭焊接结构，主要由2个侧梁和2个横梁组成，构架侧梁整体呈U形的箱型焊接结构，构架两端的下侧设有橡胶弹簧安装座，中央上部设有空气弹簧安装座。构架的横梁也采用封闭的箱型焊接结构，横梁的外侧斜对称位置设置电机吊座和齿轮箱吊座，下侧的斜对称位置设有牵引拉杆座，两个横梁之间设有横向止档座。横梁和测量内部还设有多块筋板，以加强构架的强度。
利用HyperMesh软件建立的构架的有限元模型如图1所示，有限元建模过程中按照构架的实际结构进行离散，除电机吊座和齿轮箱吊座用实体单元外，其余结构全部用板单元离散。考虑电机惯性对构架强度的影响，在电机质心处建立一个节点，用刚性单元将该节点与电机吊座连接。共离散出24454个节点，23553个单元，其中实体单元5136个，板单元18417个。
3 载荷计算及工况
构架的运营静载荷计算参数如表1所示：
3.1 主要运营工况载荷
3.1.1 垂向载荷
按照UIC615-4标准，主要运营工况的垂向载荷为：
垂向载荷作用在侧梁的空气弹簧安装座上。
3.1.2 横向载荷
根据 UIC 615 4 标准，构架的横向载荷为：
横向载荷作用在横向止档座上。
3.1.3 扭曲载荷
扭曲载荷模拟线路扭曲情况下转向架构架的翘曲，作用于一系弹簧安装座处，且一个对角方向向上，另一个对角方向向下，根据文献[2],构架的扭曲载荷大小为：
