地鐵轉(zhuǎn)向架焊接構(gòu)架協(xié)同設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、轉(zhuǎn)向架是保證地鐵車(chē)輛運(yùn)行品質(zhì)、動(dòng)力性能和行車(chē)安全的關(guān)鍵部件，構(gòu)架作為重要的組成部件，普遍采用復(fù)雜的焊接結(jié)構(gòu)，在橫側(cè)梁連接附近等處存在多條焊縫。若焊接過(guò)程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力與外載荷產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力峰值在同一位置疊加，會(huì)威脅到地鐵車(chē)輛的安全性和壽命。因此，在焊接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮焊接殘余應(yīng)力的影響。焊接速度和約束條件會(huì)對(duì)殘余應(yīng)力產(chǎn)生顯著影響，通過(guò)常規(guī)的試驗(yàn)方法以獲得較優(yōu)的焊接工藝，工作量巨大且不切實(shí)際。采用有限元軟件進(jìn)行數(shù)值模擬可以優(yōu)化焊接

2、參數(shù)、控制焊接質(zhì)量，本文采用SYSWELD有限元軟件對(duì)焊接過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬具有重要的意義。
　　本文對(duì)地鐵轉(zhuǎn)向架焊接構(gòu)架協(xié)同設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行了研究。首先，依據(jù)“UIC615-4”和“EN13749”標(biāo)準(zhǔn)，參照廠方技術(shù)人員提供的設(shè)計(jì)參數(shù)，確定地鐵1號(hào)線轉(zhuǎn)向架構(gòu)架服役載荷，基于有限元分析軟件HYPERMESH和ANSYS計(jì)算服役載荷下構(gòu)架關(guān)鍵部位動(dòng)應(yīng)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(gòu)架橫側(cè)

3、梁連接處環(huán)焊縫的焊接溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)分布。基于三種焊接速度下的殘余應(yīng)力峰值及其發(fā)生位置，按照避免殘余應(yīng)力峰值與動(dòng)應(yīng)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(jié)構(gòu)和工藝的協(xié)同設(shè)計(jì)。最后，將該速度下殘余應(yīng)力結(jié)果文件進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，作為初始載荷導(dǎo)入ANSYS與服役載荷耦合，根據(jù)橫側(cè)梁連接處的應(yīng)力分布，進(jìn)行構(gòu)架強(qiáng)度評(píng)估，與不考慮殘余應(yīng)力時(shí)該位置強(qiáng)度分析比較，研究殘余應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)的影響。
　　結(jié)果表明:殘余應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有顯著的