随着列车运行速度的不断提高,车辆各部件的服役条件变得越来越恶劣,对列车动态性能的影响越来越大。转向架是列车运行过程中最主要的承载部件之一,是保证车辆高速安全运行的关键部件。本文以某高速转向架的构架作为研究的对象,结合线路试验与有限元仿真,对构架的动态性能进行分析和优化。首先,通过线路上的实测数据,采用最小二乘复频域法对构架的工作模态参数进行识别。通过模态置信度对识别的振型进行模态验证,检验识别模态参数的正确性。工作模态参数的识别结果可以用于对有限元模型的验证,为构架动态性能的研究提供合理的依据。其次,建立构架的有限元分析模型,对其进行自由模态和约束模态的计算,确定构架的固有频率及其振型。将计算模态的结果与工作模态进行对比,确定两种计算模态中哪一种更加接近于构架的工作模态,得到较为准确的计算模型。基于模态应变能理论找出构架的薄弱位置,通过谐响应分析来分析电机激励和轨道激励对构架振动特性的影响,观察薄弱位置关键点的幅频特性曲线,得到构架的各个薄弱位置的共振频率。最后,基于灵敏度理论对构架各部件的厚度进行灵敏度分析,通过灵敏度分析的结果确定优化的设计变量。在构架质量不增加的前提下,分别以构架一阶频率最大化和定频率作为优化的目标,对构架进行尺寸优化。优化完成后对其结果进行静强度与疲劳强度的分析,确定优化得到的构架可以满足强度的设计要求。最终使优化得到的构架在满足强度要求的基础上,提高了构架的一阶频率,改善了构架的动态性能。