電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架側(cè)梁焊接變形數(shù)值模擬.pdf

1、電力機(jī)車主要組成部分機(jī)車轉(zhuǎn)向架的生產(chǎn)和設(shè)計(jì)直接影道電力機(jī)車的構(gòu)造以及能否安全運(yùn)行。構(gòu)架側(cè)梁的焊接質(zhì)量影響著電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架的組裝精度,若要保證焊接質(zhì)量,就必需對(duì)構(gòu)架側(cè)梁焊接變形進(jìn)行良好地控制。
　　本文首先介紹了韶山4改型電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架及其構(gòu)架側(cè)梁的結(jié)構(gòu),應(yīng)用SolidWorks Simulation有限元分析軟件建立有限元模型,形成裝配體,最終構(gòu)成了機(jī)車側(cè)梁有限元仿真模型。
　　為了在保證計(jì)算準(zhǔn)確度的前提下減少計(jì)算量,在仿真

2、的模型的參數(shù)設(shè)定上，如熱輸入量、對(duì)流等做了相應(yīng)的研究,同時(shí)利用分段移動(dòng)熱源模擬了焊接熱源。利用SolidWorks Simulation軟件的非線性靜態(tài)分析算例和熱分析功能,對(duì)側(cè)梁焊接過(guò)程中的瞬時(shí)溫度場(chǎng)、靜態(tài)的應(yīng)力場(chǎng)以及焊后變形進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算。
　　為了研究焊接順序?qū)附幼冃蔚挠绊懡⒘?種不同焊接順序的模型,計(jì)算出4種焊接順序的焊接變形和應(yīng)力,1號(hào)模型其焊接變形合位移為3.227mm,最大焊接應(yīng)力為1.961×108 N/m

3、2;2號(hào)模型焊接變形合位移為3.529mm,最大焊接應(yīng)力為1.987×108 N/m2。3號(hào)模型其焊接變形合位移為5.859mm,最大焊接應(yīng)力為1.601×108 N/m2。4號(hào)模型焊接變形合位移為2.961mm,最大焊接應(yīng)力為2.864×108 N/m2。對(duì)四種焊接順序模型的計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比可以看出,4號(hào)模型由兩側(cè)向里對(duì)稱焊接的方法,焊接變形量最小,且最大焊接應(yīng)力也比較適中,其焊接應(yīng)力可以采用熱處理的方法予以消除,應(yīng)予采用。
　

4、　依據(jù)基準(zhǔn)劃線法,在側(cè)梁上前、后立板上選取兩組測(cè)試點(diǎn),與轉(zhuǎn)向架側(cè)梁上蓋板軸向中心線的比較來(lái)測(cè)得側(cè)梁焊接后的垂向彎曲變形、水平彎曲變形及縱向收縮情況,測(cè)量結(jié)果表明,第4章數(shù)值模擬結(jié)果是準(zhǔn)確的。在此基礎(chǔ)上制定了不同的焊接順序方案,通過(guò)數(shù)值模擬分析比較各方案在各方向變形的情況,得出了外部一二層焊縫比較優(yōu)化的焊接順序?yàn)閍→b→c→d→e→h→g→f。另外數(shù)值模擬的結(jié)果和實(shí)際的測(cè)量結(jié)果也提示,不同的方案對(duì)側(cè)梁體的焊接收縮量影響不大;不同的方案對(duì)側(cè)