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)量和和運行安全。
　　本文的研究對象是青島四方機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，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)合熱源模型進行了溫度場的計算，并通過平板對接焊物理實驗進行了熱源校核，驗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行了應(yīng)力應(yīng)

3、變場的計算，得到了每條焊縫固有應(yīng)變值。隨后將該值作為固有應(yīng)變加載到焊縫上進行整體結(jié)構(gòu)的焊接變形的計算。計算結(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，設(shè)定