新型地鐵端部底架枕梁焊接變形的數(shù)值模擬.pdf

1、隨著近些年來我國城市化進(jìn)程的加快，城市規(guī)模和人口都呈現(xiàn)出急劇增長的趨勢，從而導(dǎo)致城市交通擁堵問題日益嚴(yán)峻。為了解決這一問題，國內(nèi)的許多城市開始大力發(fā)展城市軌道交通事業(yè)。在城市軌道交通制造業(yè)中，不論是車體還是轉(zhuǎn)向架都是焊接結(jié)構(gòu)，其焊接殘余應(yīng)力和變形直接影響了結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和和運(yùn)行安全。
　　本文的研究對象是青島四方機(jī)車車輛股份有限公司新研制的某種新型地鐵端部底架的枕梁結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)尺寸規(guī)模大，焊接部位多，焊接方法均為激光復(fù)合焊。針對該結(jié)構(gòu)

2、龐大、焊縫數(shù)量多的難點(diǎn)，以熱彈塑性理論和固有應(yīng)變法為理論基礎(chǔ)，以法國ESI集團(tuán)的開發(fā)的SYSWELD焊接模擬專業(yè)軟件為工具，對該結(jié)構(gòu)的焊接變形過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。主要研究內(nèi)容如下:
　　1.首先，針對該枕梁結(jié)構(gòu)焊接采用的激光復(fù)合焊的焊接方式建立了雙橢球+3D高斯的復(fù)合熱源模型進(jìn)行了溫度場的計(jì)算，并通過平板對接焊物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了熱源校核，驗(yàn)證了該模型的正確性。
　　2.采用該熱源模型對該枕梁上的所有焊縫的局部接頭模型進(jìn)行了應(yīng)力應(yīng)

3、變場的計(jì)算，得到了每條焊縫固有應(yīng)變值。隨后將該值作為固有應(yīng)變加載到焊縫上進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)的焊接變形的計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明，該枕梁結(jié)構(gòu)的焊接變形在宏觀上主要表現(xiàn)為上蓋板的角變形。結(jié)構(gòu)的X向收縮變形和蓋板邊緣部位的角變形較為明顯，變形量分別達(dá)到2.84mm和2.59mm;而結(jié)構(gòu)Y向的收縮變形、X向的彎曲變形以及蓋板中間部位的角變形表現(xiàn)不明顯，變形量分別為0.51mm、0.16mm和0.85mm。
　　3.根據(jù)該枕梁的結(jié)構(gòu)和焊縫分布特點(diǎn)，設(shè)定