动车组牵引变流器冷却单元内布置有散热板和冷却风扇等结构,对牵引变流器等车下设备进行冷却降温,进而保证列车运行安全。冷却单元和其余设备是以吊装的形式固定在列车下方、设备舱内部,随着高速列车运行速度的提高,车下设备的工作环境愈发恶劣:由于轨道的不平顺性,吊装设备长时间受到由车体所传递的振动载荷作用;列车交会以及通过隧道时,吊装设备会受到强烈的气动载荷的影响,因此车下悬吊设备的支撑结构时常发生疲劳失效现象。关键设备的结构可靠性直接影响列车的运行安全,因此研究车下设备支撑结构的开裂原因和其强度可靠性变得愈发重要。本论文主要以牵引变流器冷却单元框架铝合金立柱开裂的原因为研究目标,分别从试验和有限元仿真两方面出发,通过线路试验和有限元等分析,得出冷却单元铝合金立柱开裂的真正原因,并分析其改进结构的疲劳强度是否满足要求。具体研究内容如下:（1）以京沪线线路实测为基础,介绍了线路试验方案,通过对冷却单元框架和立柱各测点的实测数据处理,得到各测点动应力、振动加速度在列车不同运行状态时的变化规律,以及气压值突变时对测点动应力和振动加速度的影响。（2）建立了冷却单元框架的有限元模型,对冷却单元框架在振动加速度和气动载荷下的静强度、模态、谐响应等进行分析,并结合实测数据中测点的频谱图得出牵引变流器冷却单元铝合金立柱开裂的主要原因。（3）建立三车编组动车组和车下设备有限元模型,并根据实际线路工况确定了流场分析区域及边界条件。对列车模型进行气流场静态分析,得到了设备舱不同的布置位置以及列车在不同速度级下行驶时,设备舱内外部的气流运动及气压分布情况;同时通过流固耦合仿真验证了气动载荷对冷却单元框架结构的影响。（4）基于线路实测数据分别计算了原结构立柱以及改进结构立柱的等效应力值;通过雨流计数方法得到立柱大应力测点的应力谱和疲劳损伤值,同时判断改进结构立柱是否符合静强度和疲劳强度要求。图77幅,表30个,参考文献78篇。