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動車工藝轉向架是在CRH各型動車組車體解編大修時替換動車組高速轉向架，在工藝狀態(tài)下支撐車體在各檢修區(qū)域走行，從而完成高速轉向架及車體各項檢修任務的專用設備。也就是說，工藝轉向架用于檢修庫內替代動車轉向架，為動車車體提供一個具有移動功能的臨時支撐平臺。
輪構架是工藝轉向架的主要承載部件，也是安裝各種零部件的骨架，需要承受和傳遞交變的垂向力、橫向力和縱向力，故它的安全性對動車車輛檢修的安全性、可靠性和經濟性至關重要。因此工藝轉向架在滿足強度要求的前提下，還必須盡量減輕其自身的重量。為解決強度要求和重量要求這一對矛盾，本文利用Pro/E，ANSYS等現(xiàn)代工程有限元分析軟件平臺，以動車工藝轉向架的輪構架為研究對象，對其進行建模、分析、優(yōu)化，為工藝轉向架的開發(fā)提供理論依據(jù)和技術支持。
輪構架的上方安裝有蓄電池箱和橫梁來支撐機車車體，下方主要安裝電機、減速機及軸、箱座等零部件。輪構架主要由鋼板焊接而成，其前后、左右均為對稱結構。在Pro/E軟件中采用拉伸、鏡像等命令，對輪構架進行三維建模，得到輪構架的有限元模型。
為了更順利地進行研究，需要對輪構架的有限元模型進行必要的簡化，忽略微小結構對分析的影響，如很小的倒角、圓角等。
網格劃分：基于輪構架的結構特點，將其離散成實體類單元。有限元網格采用ANSYS/Workbench網格劃分技術中的Solid187單元（10節(jié)點四面體單元），將輪構架離散成553064個節(jié)點，275280個單元。
材料屬性：輪構架的材料為Q235鋼，屈服極限為235MPa，本次計算各工況均為運營工況，因此許用應力為材料的屈服極限除以1.65倍的安全系數(shù)，最大許用應力為142MPa。
施加約束：考慮到輪構架支撐在軸箱橡膠支座上的特點，因此在每個支撐面上建立彈性邊界單元，彈性邊界單元的垂向、橫向和縱向剛度為一系懸掛對應的3個方向的剛度，彈性邊界單元共計12個。各工況下，輪構架在其他位置不再有約束。
載荷條件：參照《動力轉向架構架強度試驗方法》（TB/T2368-2005），輪構架在強度計算時須計算垂向載荷、橫向載荷，為更全面地分析輪構架受力工況，計算時還考慮了斜對稱載荷。
①每個輪構架承受的垂向載荷為：
F＝38.884×9.81/2=190.73kN。
垂向載荷以面力的形式作用在輪構架心盤的安裝面上。
②橫向載荷計算公式為：
Fy=0.5（Fz＋0.5m＋g）。
其中m＋為輪構架自重，此處取為5t；Fz為運營垂向載荷，此處取值為Fz=59.36kN。由此算得每個輪構架的運營橫向載荷為59.94kN，橫向載荷作用在心盤承載面上。
③斜對稱載荷是一組作用在輪構架上反對稱于輪構架兩對稱軸的相互平衡的垂向力系，本次計算中取Fxie=14.72kN。
④最大許用應變：兩個接觸面面積為2x450x470（mm2），則最大許用應力變形為5.625mm。
按所加載荷進行靜力分析結果如圖3，圖4所示。
由圖3可知，運營載荷工況輪構架最大當量應力為30.048MPa，出現(xiàn)在輪構架橫梁與側梁相接處，遠小于在運營工況下Q235鋼許用應力142MPa的標準，輪構架的強度滿足要求。
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