地鐵轉向架焊接構架協(xié)同設計方法研究.pdf

1、轉向架是保證地鐵車輛運行品質、動力性能和行車安全的關鍵部件，構架作為重要的組成部件，普遍采用復雜的焊接結構，在橫側梁連接附近等處存在多條焊縫。若焊接過程中產(chǎn)生的殘余應力與外載荷產(chǎn)生的動應力峰值在同一位置疊加，會威脅到地鐵車輛的安全性和壽命。因此，在焊接結構強度設計時，必須考慮焊接殘余應力的影響。焊接速度和約束條件會對殘余應力產(chǎn)生顯著影響，通過常規(guī)的試驗方法以獲得較優(yōu)的焊接工藝，工作量巨大且不切實際。采用有限元軟件進行數(shù)值模擬可以優(yōu)化焊接

2、參數(shù)、控制焊接質量，本文采用SYSWELD有限元軟件對焊接過程進行數(shù)值模擬具有重要的意義。
　　本文對地鐵轉向架焊接構架協(xié)同設計的方法進行了研究。首先，依據(jù)“UIC615-4”和“EN13749”標準，參照廠方技術人員提供的設計參數(shù)，確定地鐵1號線轉向架構架服役載荷，基于有限元分析軟件HYPERMESH和ANSYS計算服役載荷下構架關鍵部位動應力分布。然后，利用焊接數(shù)值模擬軟件SYSWELD，模擬三種約束條件和焊接速度下，構架橫側

3、梁連接處環(huán)焊縫的焊接溫度場和應力場分布。基于三種焊接速度下的殘余應力峰值及其發(fā)生位置，按照避免殘余應力峰值與動應力峰值在同一位置疊加的原則，確定合理的焊接速度，完成結構和工藝的協(xié)同設計。最后，將該速度下殘余應力結果文件進行格式轉換，作為初始載荷導入ANSYS與服役載荷耦合，根據(jù)橫側梁連接處的應力分布，進行構架強度評估，與不考慮殘余應力時該位置強度分析比較，研究殘余應力對結構強度設計的影響。
　　結果表明:殘余應力對結構強度有顯著的