鐵道車輛構(gòu)架焊接接頭疲勞評估方法研究.pdf

1、隨著國內(nèi)外鐵路運輸?shù)母咚倩椭剌d化進程的快速發(fā)展，列車承載結(jié)構(gòu)的服役環(huán)境更加惡劣，對車輛承載結(jié)構(gòu)的動力學(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行。
　　論文系統(tǒng)地介紹了焊縫疲勞強度評定的相關(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，也是當前工程應(yīng)用最為廣

2、泛的疲勞強度評定方法;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)力評定、缺口應(yīng)變評定和臨界距離法。此外，還簡單介紹了焊縫疲勞評定的各種設(shè)計規(guī)范和標準，指出了它們的不同特點，并進一步闡述了各種規(guī)范進行焊縫疲勞評估的一般步驟。
　　根據(jù)焊接接頭疲勞失效機理和DVS1612標準的要求，對構(gòu)架有限元模型進行特殊處理。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、文件的信息實現(xiàn)焊接接頭質(zhì)量等級分級、獲得焊縫位置的節(jié)點坐標信息、不同載荷工況下焊縫區(qū)域節(jié)點在整體坐標系下的方向應(yīng)力信息，自動識別不同等級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，計算構(gòu)架所有焊縫節(jié)點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的動車組轉(zhuǎn)向架焊接構(gòu)架為研究對象，

4、依據(jù)DVS1612標準的方法原理，對結(jié)構(gòu)模型進行特殊處理，采用有限元軟件ANSYS對結(jié)構(gòu)進行離散，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薄板結(jié)構(gòu)進行網(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標準規(guī)定的載荷及載荷工況，對構(gòu)架結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布進行仿真計算，采用yon Mises屈服準則對焊接構(gòu)架的靜強度進行評估。分別采用多軸應(yīng)力向單軸應(yīng)力轉(zhuǎn)化的方法和DVS1612標準方法，對構(gòu)架