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日益發展的高速及重載鐵路運輸對機車車輛結構強度的可靠性和安全性提出了越來越高的要求。而轉向架構架是機車車輛的關鍵承載部件之一，其結構強度尤為重要。由于構架的結構和受力情況非常復雜，一般采用ANSYS軟件，即有限元分析的方法進行強度評估校核。因而采用了ANSYS軟件對160km/h客車轉向架構架的靜強度和疲勞強度進行了計算校核。
160km/h客車轉向架客車轉向架構架由兩根箱型側梁、二根箱型端梁、一根箱型橫梁及一根魚腹形箱型牽引橫梁組成的“目”字形框架結構。本文采用ANSYS12.0建立有限元計算模型，把構架離散成為三維實體單元SOLID95一系簧座支撐及拉桿座處根據構架實際受力狀況分別離散成縱向、橫向及垂向彈簧單元COMBIN14。計算模型節點總數為20334841個，單元總數為1080900個，其中彈簧單元176個，實體單元1080724個。構架有限元計算模型見圖。
在轉向架構架的強度計算中，計算載荷和載荷工況的確定是非常關鍵的。合理的計算載荷可以保證計算結果的正確性，優化的載荷工況組合可以減少計算時間，提高計算效率。本文采用的計算載荷和載荷工況主要參考《UIC615-4動力轉向架構架強度試驗》標準進行載荷的加載及各工況的計算。構架強度計算的主要基本參數見表。從表中可知，該轉向架軸重為23000kg，軸重較大，對構架結構的強度提出了較高的要求。本文根據UIC615-4標準，分別對構架有限元模型施加超常載荷和運營載荷進行計算，最后根據應力計算的結果來評估構架的靜強度和疲勞強度。其中超常載荷用于評定構架的靜強度，而運營載荷用于評價構架的疲勞強度。
靜強度評定：對于工況9-工況11，構架各點VonMises應力均不得大于材料的屈服強度極限345MPa。計算結果表明，構架工況9-工況11下的最大VonMises應力值分別為275.24MPa，229.154MPa，320.002MPa。工況11的應力值最大，為320.002MPa，小于材料的屈服極限345MPa，滿足靜強度要求。其中工況11的應力最大值出現在牽引梁與側梁交接處的蓋板圓弧處，最大應力值為300.002MPa，應力云圖見圖。疲勞強度評定：在工程上一般采用Goodman圖進行校核。選取構架中應力較大各點，取工況的應力值，按照下式計算各點的等效平均應力及等效應力幅值：計算出各點等效平均應力及等效應力幅值繪制Goodman圖即可對材料的疲勞強度進行評估。對于工況，將各節點二及二a放入Goodman圖，構架各節點疲勞強度評定結果見圖。圖表明構架上全部點都落在Goodman母材疲勞極限曲線內；圖表明構架全部焊縫節點都落在Goodman焊縫疲勞極限曲線內；計算結果表明構架疲勞強度滿足要求。
本文根據UIC615-4標準對160km/h客車轉向架構架的強度進行了三維有限元分析計算。計算結果及利用計算結果繪制的Goodman圖表明，該構架的靜強度和疲勞強度均滿足要求，可以為類似機車轉向架構架的強度分析提供借鑒指導。
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