中梁焊接變形數(shù)值仿真與焊接疲勞數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā).pdf

1、隨著我國(guó)鐵路事業(yè)的快速發(fā)展，高速、重載列車和城軌列車越來(lái)越多的投入運(yùn)行，相應(yīng)的是對(duì)軌道車輛的相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性提出了越來(lái)越高的要求。焊接結(jié)構(gòu)作為軌道車輛中應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)，由于其焊接結(jié)構(gòu)以及制造工藝的特殊性，焊接殘余變形與焊接疲勞這兩大問(wèn)題一直是焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造面臨的主要問(wèn)題。對(duì)焊接變形的控制從本質(zhì)上說(shuō)是對(duì)焊縫質(zhì)量的控制，而焊縫的質(zhì)量控制是影響焊縫疲勞壽命最關(guān)鍵的因素。焊接殘余變形是影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完整性、制造工藝合理性和結(jié)構(gòu)使用可靠

2、性的關(guān)鍵因素。而焊后變形矯正，既不經(jīng)濟(jì)又嚴(yán)重傷害其工作可靠性，因此，科學(xué)地、定量地預(yù)測(cè)焊接變形規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上給予最優(yōu)控制，對(duì)焊接構(gòu)件的完整性設(shè)計(jì)和制造工藝方法的選擇具有重要的理論價(jià)值與工程意義。同時(shí)，研究結(jié)果已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，焊接結(jié)構(gòu)作為軌道車輛中最容易發(fā)生疲勞破壞的結(jié)構(gòu)，是軌道車輛可靠性設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，需在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)其疲勞壽命進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測(cè)，并快速的進(jìn)行方案對(duì)比。
　　 本文在對(duì)國(guó)內(nèi)外焊接變形與焊接疲勞壽命預(yù)測(cè)研究現(xiàn)狀綜述

3、的基礎(chǔ)上，圍繞焊接結(jié)構(gòu)的疲勞和變形仿真計(jì)算等問(wèn)題，分別以某種集裝箱平車底架中梁和客車動(dòng)車轉(zhuǎn)向架為對(duì)象，開(kāi)展了如下工作：
　　 首先，講述了熱傳導(dǎo)理論、焊接變形仿真原理、可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和焊接結(jié)構(gòu)疲勞壽命預(yù)測(cè)等基本原理，在此基礎(chǔ)上詳細(xì)闡述了基于“局部—整體”映射方法的焊接變形控制和焊序優(yōu)化方法，以及基于IIW標(biāo)準(zhǔn)的焊接結(jié)構(gòu)疲勞壽命預(yù)測(cè)的方法。
　　 然后，采用“局部一整體”映射方法，對(duì)某集裝箱平底車中梁焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和焊序

4、優(yōu)選。根據(jù)中梁結(jié)構(gòu)形式，擬定并完成了外部焊縫所需的4種焊接接頭，并在此基礎(chǔ)上，采用高斯雙橢球熱源模型在SYSWELD軟件對(duì)這些熱源進(jìn)行了仿真與校核。以此熱源校核為基礎(chǔ)，分別在SYSWELD和PAM-ASSEMBLY軟件中對(duì)中梁外部焊道的局部模型與整體模型進(jìn)行計(jì)算，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，并從焊序、材料等方面對(duì)影響中梁焊接變形的因素進(jìn)行優(yōu)選。
　　 最后，對(duì)焊接疲勞評(píng)估方法進(jìn)行了研究，介紹了基于IIW標(biāo)準(zhǔn)的焊接結(jié)構(gòu)疲勞評(píng)估體系，和U