轨道车是专业从事铁路线路维护和救援的工程车辆,其作用是保障线路安全高效运营。随着我国铁路里程不断增加,对工程车性能要求不断提高,在节能减排的大背景下,如何降低整车重量变得日益重要。转向架是车辆的重要组成部分,它的性能直接影响整车性能,同时降低转向架重量能控制整车重量降低能源消耗。因此分析构架的强度并在此基础上对构架进行优化设计对提高其性能有一定帮助。本文以新型轨道车的转向架构架为研究对象,以有限元法理论为基础分析了构架的静强度、疲劳强度和模态,以分析结果为依据判断构架强度是否满足要求,然后对其进行了结构优化设计,使其强度满足要求的同时降低了重量。具体完成的工作如下:(1)参考轨道工程车构架设计和试验资料,采用TB/T2368-2005《动力转向架构架强度试验方法》为构架强度分析标准,按照标准规定的载荷类型和公式计算了载荷大小,并根据标准建立强度分析的工况组合。(2)按照建立的工况组合,使用有限元分析软件HyperMesh和ANSYS对构架进行强度计算,使用第四强度理论进行构架静强度评定,并使用Goodman-Smith疲劳曲线图对构架进行疲劳强度评定。分析发现构架静强度和疲劳强度符合标准规定,但构架局部位置应力过高,需要进一步优化。(3)使用有限元软件对构架进行了自由模态分析,计算出其前10阶固有频率并分析其前6阶模态振型。结果表明构架最低固有频率能有效避免车体共振,模态振型有利于行驶安全。(4)在前面分析的基础上对构架进行了局部结构改进,局部结构应力明显降低,然后对构架进行轻量化设计,使其减重6.86%。校核表明优化后构架强度和模态满足要求,优化设计合理。通过对该型轨道车转向架构架的结构强度分析,为构架设计、生产和试验提供了依据,对避免结构缺陷有一定帮助。构架的局部结构改进和轻量化设计为下一步提高构架性能提供了思路。