随着机车车辆运行速度提高,作用于机车车辆与轨道结构之间的动态作用力增大,使得车辆各部件之间振动加剧。这些载荷作用在转向架上,严重影响着转向架的结构强度和使用寿命,机车车辆关键部件的疲劳损伤问题日益突出。本文旨在探索以数值计算的方法,建立高速客车转向架构架关键部位使用寿命与载荷谱(作用力)之间的关系。车辆系统动力学多以多刚体为研究对象,而随着动力系统高速度、高精度、高稳定性要求的不断提高,构架弹性变形及结构振动就不可忽略。因此,考虑构架弹性,研究转向架构架所受动载荷及其相应的动应力状态,对于构架结构设计及确保高速列车行车安全十分重要。通过数值计算,获得车辆运行中构架所受动态载荷及对应的动应力。为使计算载荷具有代表性,计算了多种不同影响因素下的车辆运行工况,分析这些因素对构架动态应力的影响特性。根据动应力和动态载荷值,获得了具有普遍意义的构架应力谱和载荷谱。由构架应力谱推算出其关键部位的使用寿命,按照等寿命原则,推导出构架使用寿命与其所受载荷的对应关系,从而为构架疲劳试验载荷加载提供依据。本文的研究方法是通过有限元软件ANSYS和多体动力学软件SIMPACK的有效结合,完成了刚体-柔体的耦合,获得了随机激扰下转向架构架的动态特性及受载状态;根据对车辆多种影响因素条件下运行工况的计算,分析了不同典型因素对构架动应力的影响;将各种计算工况合理扩展,形成了具有普遍意义的构架应力谱和载荷谱,建立了载荷与构架使用寿命之间的关系,确定出典型的线路计算工况。通过综合有限元分析、动力学仿真、疲劳分析,研究构架使用寿命与作用力之间的关系,本文在构架疲劳试验载荷加载研究方面具有良好的指导意义。