電力機車轉向架側梁焊接變形數(shù)值模擬.pdf

1、電力機車主要組成部分機車轉向架的生產和設計直接影道電力機車的構造以及能否安全運行。構架側梁的焊接質量影響著電力機車轉向架的組裝精度,若要保證焊接質量,就必需對構架側梁焊接變形進行良好地控制。
　　本文首先介紹了韶山4改型電力機車轉向架及其構架側梁的結構,應用SolidWorks Simulation有限元分析軟件建立有限元模型,形成裝配體,最終構成了機車側梁有限元仿真模型。
　　為了在保證計算準確度的前提下減少計算量,在仿真

2、的模型的參數(shù)設定上，如熱輸入量、對流等做了相應的研究,同時利用分段移動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,對側梁焊接過程中的瞬時溫度場、靜態(tài)的應力場以及焊后變形進行了數(shù)值模擬計算。
　　為了研究焊接順序對焊接變形的影響建立了4種不同焊接順序的模型,計算出4種焊接順序的焊接變形和應力,1號模型其焊接變形合位移為3.227mm,最大焊接應力為1.961×108 N/m

3、2;2號模型焊接變形合位移為3.529mm,最大焊接應力為1.987×108 N/m2。3號模型其焊接變形合位移為5.859mm,最大焊接應力為1.601×108 N/m2。4號模型焊接變形合位移為2.961mm,最大焊接應力為2.864×108 N/m2。對四種焊接順序模型的計算數(shù)據(jù)進行對比可以看出,4號模型由兩側向里對稱焊接的方法,焊接變形量最小,且最大焊接應力也比較適中,其焊接應力可以采用熱處理的方法予以消除,應予采用。
　

4、　依據(jù)基準劃線法,在側梁上前、后立板上選取兩組測試點,與轉向架側梁上蓋板軸向中心線的比較來測得側梁焊接后的垂向彎曲變形、水平彎曲變形及縱向收縮情況,測量結果表明,第4章數(shù)值模擬結果是準確的。在此基礎上制定了不同的焊接順序方案,通過數(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)化的焊接順序為a→b→c→d→e→h→g→f。另外數(shù)值模擬的結果和實際的測量結果也提示,不同的方案對側梁體的焊接收縮量影響不大;不同的方案對側