鐵道車輛構(gòu)架焊接接頭疲勞評(píng)估方法研究.pdf

1、隨著國內(nèi)外鐵路運(yùn)輸?shù)母咚倩椭剌d化進(jìn)程的快速發(fā)展，列車承載結(jié)構(gòu)的服役環(huán)境更加惡劣，對(duì)車輛承載結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)性能和可靠性的要求也越來越高。焊接構(gòu)架作為鐵道車輛重要的承載部件，它不僅可以傳遞轉(zhuǎn)向架各部分承受的力，還是轉(zhuǎn)向架其它組成部分的連接載體。因此，焊接構(gòu)架的結(jié)構(gòu)可靠性將直接決定鐵道車輛能否安全運(yùn)行。
　　論文系統(tǒng)地介紹了焊縫疲勞強(qiáng)度評(píng)定的相關(guān)理論方法，主要有名義應(yīng)力法、結(jié)構(gòu)應(yīng)力法及局部法。其中名義應(yīng)力法最簡單，也是當(dāng)前工程應(yīng)用最為廣

2、泛的疲勞強(qiáng)度評(píng)定方法;結(jié)構(gòu)應(yīng)力法又分為表面應(yīng)力外推、厚度線性化法和等效結(jié)構(gòu)應(yīng)力法;局部法則又分為缺口應(yīng)力評(píng)定、缺口應(yīng)變?cè)u(píng)定和臨界距離法。此外，還簡單介紹了焊縫疲勞評(píng)定的各種設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，指出了它們的不同特點(diǎn)，并進(jìn)一步闡述了各種規(guī)范進(jìn)行焊縫疲勞評(píng)估的一般步驟。
　　根據(jù)焊接接頭疲勞失效機(jī)理和DVS1612標(biāo)準(zhǔn)的要求，對(duì)構(gòu)架有限元模型進(jìn)行特殊處理。利用FORTRAN及APDL語言編寫程序，通過ANSYS軟件輸出CDB文件，提取CDB

3、文件的信息實(shí)現(xiàn)焊接接頭質(zhì)量等級(jí)分級(jí)、獲得焊縫位置的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)信息、不同載荷工況下焊縫區(qū)域節(jié)點(diǎn)在整體坐標(biāo)系下的方向應(yīng)力信息，自動(dòng)識(shí)別不同等級(jí)焊縫的方向并確定與焊縫方向關(guān)聯(lián)的名義正應(yīng)力和剪應(yīng)力;通過坐標(biāo)變換，獲得沿焊縫方向的正應(yīng)力和剪應(yīng)力以及與焊縫方向垂直的正應(yīng)力，計(jì)算構(gòu)架所有焊縫節(jié)點(diǎn)的沿焊縫方向和垂直于焊縫方向的名義正應(yīng)力及沿焊縫的名義剪應(yīng)力的利用度，并考察三者的組合效應(yīng)。
　　論文以某160km/h的動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架焊接構(gòu)架為研究對(duì)象，

4、依據(jù)DVS1612標(biāo)準(zhǔn)的方法原理，對(duì)結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行特殊處理，采用有限元軟件ANSYS對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行離散，為了獲得高精度的應(yīng)力分析值，采用形狀規(guī)則的長方體或六面體單元對(duì)薄板結(jié)構(gòu)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，且在薄板厚度方向上至少劃分3層單元?；赨IC615-4及EN13749標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的載荷及載荷工況，對(duì)構(gòu)架結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布進(jìn)行仿真計(jì)算，采用yon Mises屈服準(zhǔn)則對(duì)焊接構(gòu)架的靜強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)估。分別采用多軸應(yīng)力向單軸應(yīng)力轉(zhuǎn)化的方法和DVS1612標(biāo)準(zhǔn)方法，對(duì)構(gòu)架