近几年来我国城市轨道交通发展迅猛,到2019年底已有38个城市开通了地铁,运营里程已达5902.64公里。地铁车辆的广泛应用使得车辆的结构安全备受关注,天线梁是负责固定ATC天线的机械结构,安装于转向架端部,长期服役在复杂的振动环境下,容易发生振动疲劳破坏。某地铁转向架天线梁结构在使用过程中多次出现疲劳裂纹,严重危害行车安全。为了解决此问题,对天线梁结构进行了动应力与加速度线路测试实验,根据测得的应力-时间历程数据对结构进行疲劳强度评估,结果表明多个测点疲劳寿命不满足要求;使用三种频域法计算应力测点的疲劳损伤,将窄带法、Dirlik法、Lalanne法的计算结果与时域法计算的疲劳损伤结果进行对比分析,结果显示Dirlik法的计算结果较为准确;根据实测动应力与加速度数据的频域与时域特征,分析出天线梁在车辆运行过程中发生了模态共振,来自构架端部的加速度激励,激起了固有频率为68Hz与92Hz的前两阶模态;利用有限元分析软件对天线梁结构进行模态分析与谐响应分析,模态分析结果显示结构前两阶模态分别为65.1Hz与96.6Hz,与实测数据反映出的结构模态频率一致,相对误差小于5%,既印证了结构共振也验证了有限元模型的准确;根据IEC-61373标准使用有限元瞬态动力学分析进行冲击强度校核,结果显示天线梁结构满足冲击强度要求。分别使用标准载荷与实测载荷,结合Dirlik法对天线梁进行随机振动疲劳仿真强度校核,结果显示天线梁结构不符合振动疲劳强度要求,疲劳损伤大于1的位置出现在内侧安装底板的上下弯折处,这与实际运营中裂纹出现的位置相同;对天线梁进行结构优化,使用有限元分析软件对优化结构进行模态分析与仿真校核,结果显示优化后结构的一阶模态频率提高了153.5%,疲劳强度与冲击强度均满足使用要求。图92幅,表16个,参考文献57篇