轨道交通车辆车体关键焊缝抗疲劳设计及疲劳强度研究

传统焊接结构疲劳评估方法有一定局限性:选择疲劳强度等级需依据焊缝类型及载荷加载形式、无法准确评估非标准焊接接头的应力状态等级和检验等级等.为克服上述问题,在分析结构应力法的原理和归纳EN 15085-1:2007标准所规定设计流程的基础上,提出了基于EN 15085:2007标准的抗疲劳分析平台,以期为轨道交通车辆关键...     

基于EN15085标准的牵引动力系统的构架设计

基于EN15085标准对牵引动力系统的构架进行设计,优化了焊接结构,提升了焊接结构设计和焊接工艺制造水平,同时在设计后期对构架模型进行有限元分析,验证了整体结构性能的合理性。     

高速动车组铝合金车体设计

根据高速动车组铝合金车体设计概念的要求,利用头车的空气动力学外形,以动车组动态包络线为约束条件,进行车体断面设计和整车三维设计.铝合金车体焊接结构的设计符合EN 15085焊接标准,按照标准要求选择车体母材、焊接材料和设计车体的焊接接头形式.通过对头车车体静强度计算和试验数据分析,验证头车试验车体的强度符合欧洲标准EN 12663,能够满足产品的安全可靠性需求.     

不同焊缝简化方式下的多轴疲劳评估对比分析

为研究仿真中不同焊缝截面几何形状对所形成的焊接应力的影响,文章基于DVS 1612:2014及EN 15085-3:2007标准,针对转向架制动座角焊缝设立了三角形截面与底部凹槽两种结构方式,通过结构组合建立不同的焊缝模型,并分别进行静强度校核和多轴疲劳评估。结果表明:有三角形截面的焊缝模型,其多轴材料利用度相对无三角截面的焊缝模型最大增加25%;有底部凹槽的焊缝模型,其多轴材料利用度相对无底部凹槽的焊缝模型最多减小13%,且制动座静强度及疲劳强度满足要求。     

出口缅甸3B_0机车焊接构架疲劳寿命预测

为了对出口缅甸3B_0机车转向架焊接构架的疲劳寿命进行预测,采用有限元方法对构架在不同疲劳载荷下的应力状态进行分析,确定了箱体梁中主焊缝的多种疲劳应力范围。基于IIW标准和相关文献中焊接接头疲劳寿命数据确定了评估焊接构架的多条S-N曲线方程,在此基础上采用整体名义应力法和局部缺口应力法计算了关键主焊缝的寿命次数。结果表明:所有焊缝的寿命次数均大于2×10~6次,满足轨道车辆焊接接头设计标准要求;其中构架侧梁T型角接头在垂向动载作用下寿命较低,应通过焊缝磨削处理降低其应力集中程度。由于名义应力法分析结果较缺口应力法更为保守,从结构轻量化和局部优化角度出发,采用局部缺口应力进行焊接结构疲劳寿命预测更具有优势。     

基于主S-N曲线方法的冷却单元支架随机振动疲劳分析

IEC 61373标准规定轨道车辆安装设备应当进行模拟长寿命随机振动条件的疲劳评估。为了克服名义应力方法在确定接头疲劳等级时具有较强的人为随意性的缺点，文章首次将主S-N曲线与Steinberg三区间法相结合，对时速350 km标准动车组牵引变流器冷却单元支架结构的关键焊接接头进行了随机振动疲劳数值分析。计算结果表明，冷却单元支架的最大疲劳损伤为0.863,位于立柱与小横梁之间的焊接接头，疲劳强度满足要求。通过分析多条典型焊缝发现，焊缝疲劳损伤主要由单一方向的振动工况主导，并且低频模态的贡献较大。文章提出的评估流程充分利用了上述2种方法的优点，可以对焊接接头进行可靠的疲劳评估，可为结构设计方案的确认提供理论依据。     

基于频域结构应力法的牵引电机结构振动疲劳分析

牵引电机是动车组动力输出的核心部件。近年来,随着我国动车组运行速度的不断提升,激励载荷频率也随之提高。为保证产品设计的可靠性,牵引电机焊接结构在高频载荷激励条件下的疲劳性能亟待研究。为研究某转向架的侧悬挂式牵引电机结构焊缝疲劳,引入频域结构应力法,设计相关焊接小试件,采用直耦式电动振动试验系统,基于IEC 61373标准2010版本中的随机加速度载荷谱进行随机振动疲劳试验。考虑焊接结构局部细节对其疲劳寿命的影响,建立带焊缝细节的电机壳体有限元模型,采用频域结构应力法对电机壳体结构的疲劳寿命进行预测与评估。研究结果表明：在频域结构应力法采用中值主S-N曲线,结构阻尼系数取0.02计算的疲劳寿命与试验结果比较接近,且疲劳开裂的起始位置也与试验一致。该电机壳体结构的关键焊缝均满足IEC 61373标准中规定的抗疲劳性能要求。该电机结构在实际随机振动疲劳试验过程中未出现焊缝疲劳失效现象,试验结果与分析评估结果一致,验证了电机常用材料Q345E钢结构阻尼选值的合理性及频域结构应力法的有效性,说明频域结构应力法可为我国电机焊接结构的抗疲劳设计提供有效的技术支持。     

基于EN 15085系列标准的大型养路机械生产焊接认证

在介绍EN 15085(所有部分)《轨道交通 轨道车辆及其零部件的焊接》特点和认证要求的基础上,分析大型养路机械生产企业开展该项认证的策划、基本流程、工作要点、组织机构等,总结认证工作中需要注意的问题。通过EN 15085系列标准焊接认证,企业建立了一套科学完善的大型养路机械产品焊接质量管理体系,提高了产品焊接质量,使产品向精品方向发展,并为产品走向世界提供帮助。     

轨道车辆及其零部件的焊接国家标准综述

我国通过修改采用EN 15085(所有部分):2007《铁路应用轨道车辆及其零部件的焊接》,制定了相应的国家标准GB/T25343(所有部分)-2010.为便于理解和贯彻实施国家标准,介绍其制定情况、主要内容和标准中的一些具体问题,对比该系列标准与EN 15085(所有部分):2007的区别,并提出实施意见.     

基于等效结构应力的地铁车辆焊接构架疲劳寿命分析

文章针对地铁车辆焊接构架焊接部位的疲劳失效问题,首先建立构架有限元模型,选取5条危险焊缝,按照疲劳试验的载荷计算得到焊缝结构应力分布特点,其中焊缝最大等效结构应力点为77.5 MPa;然后根据结构应力法中98％可靠度,-2σ应力水平下的S-N曲线计算焊缝疲劳寿命,5条焊缝的累积损伤均小于1,满足疲劳设计寿命要求;最后使...     

货车三轴转向架焊接构架抗疲劳设计

对比分析了国内外焊接构架设计标准,指出ASME标准中的主S-N曲线法是复杂焊接结构焊接接头应力集中分析与疲劳寿命预测的科学方法。采用该方法和TSI中的疲劳载荷对某货车三轴转向架焊接构架焊接接头应力集中进行了分析,结果表明,构架侧梁、心盘梁和横梁内的加强筋板与焊缝的相交处是焊接接头应力集中的主要发生部位。以降低焊缝应力集中为结构设计改进思路,对构架重新进行了设计,改进方案构架焊缝的应力集中得到相当大的缓解,应力幅值最大降低了75MPa,疲劳加载3个阶段焊缝的累积损伤均小于0.25。     

基于主S-N曲线法的地铁车体焊缝疲劳分析

建立了包括焊缝在内的某B型地铁铝合金车体的有限元模型,采用美国ASME标准中"网格不敏感的结构应力法及主S-N曲线法",对车体焊缝进行了有限元分析,分析计算了焊缝上的应力集中以及焊缝的疲劳寿命与损伤。计算结果表明,所有焊缝的疲劳寿命均达到了车体的设计寿命要求。     

转向架构架焊接区应力频率分布的寿命评价方法

本文就铁道车辆转向架构架焊接区,利用曾经的损伤事例和现车运行试验的实际应力频率分布,以JIS的焊缝疲劳允许应力振幅为基础,利用设定的S-N曲线和日本钢结构协会的疲劳设计曲线,根据修正算子法则,设定实际应力无效的应力振幅。进行了新的寿命评价方法的探讨。     

铝合金车辆车体的焊接接头疲劳设计线

[日本]以制作铝合金车辆车体的疲劳设计线为目的实施了疲劳试验。作为具有代表性的焊接接头,选定了双壳车体的空心挤压型材焊接部,单壳车体中的车顶椽子,与长横梁的补强焊接部及侧柱、侧梁的2种补强焊接部(见图1)。图1双壳车体的小型疲劳试样及实物大小的试件利用模拟空心挤压型材焊接接头实物大小的试件,进行的疲劳试验结果,与小型试样的S-N曲线基本一致,根据该S-N曲线,实施了统计处理,制作了疲劳设计线。此外,模拟了2种补强焊接接头实物大小试样的疲劳试验,由于其结果基本一致,与空心挤压型材焊接接头一样,根据所得到的S-N曲线,制作两…     

魏德米勒的接线盒产品获得新的认证证书

魏德米勒Klippon^?系列不锈钢接线盒获得了德国国际焊接技术联合会（GSI SLV）的认证,此认证证明:魏德米勒Klippon^?系列不锈钢接线盒符合国际标准规定的金属材料熔焊质量要求（DIN EN ISO 3834-3和DIN EN 15085-2对轨道交通车辆及组件产品的焊接规定）;魏德米勒现代生产方法融合了最先进     

基于BS 7608标准及利用结构对称性对转向架构架疲劳试验的强度评估

依据UIC 515-4标准规定的转向架构架疲劳试验载荷,用雨流计数法进行载荷等级划分,并将结构对称性原理与弹性力学叠加原理用于有限元计算,得到构架每级载荷作用下的应力分布,考虑到焊接结构的特殊性,以英国焊接协会BS 7608标准中疲劳设计规范提供的焊接接头S-N曲线为依据,利用Palmgren-Miner累计损伤法则,完成了对某型地铁列车转向架构架进行了强度评估。累计损伤比表明,构架满足疲劳强度设计要求。同时,计算过程表明,将结构对称性用于有限元计算,可以大大的减少工程计算时间。     

16MnR板材十字接头超长寿命疲劳极限的测定

疲劳破坏是铁道车辆焊接构架的主要问题,而国内焊接结构超长寿命的疲劳性能数据尤其缺乏.随着铁路高速、重载的发展,对我国现有超长寿命区间焊接结构的疲劳性能测定意义重大.作者利用瑞士RUMAL电磁高频疲劳试验机测定16MnR板材十字单面焊接接头在超长寿命区间的疲劳性能,并采用标准法和Dixon-Mood法对测得的试验数据进行处理,整理出十字单面焊接接头在超长寿命区间的疲劳极限,这些结果可以为焊接结构的可靠性设计及服务寿命估计提供试验数据基础.     

基于表面外推的热点应力法平板焊趾疲劳分析研究

针对传统名义应力整体法在焊接板结构疲劳分析应用中的实际困难,全面介绍和分析应用于海洋结构工程领域的基于表面外推的热点应力局部法.对热点应力法基本原理、热点应力表面外推确定技术、热点局部区域有限元建模原则、应力梯度影响热点应力修正、多轴应力疲劳考虑及热点应力S-N曲线选用等内容进行详细论述,总结出基于表面外推的热点应力局部法在实际工程各环节的合理实施方式及适用的设计数据,并明确了其局限性.由于板梁焊接结构的相似性,故认为广泛应用于海洋结构工程中基于表面外推的热点应力疲劳分析方法在铁道行业桥梁、机车车辆等领域有参考和借鉴价值.     

EN15085焊接体系认证要素分析及应用

以6轴9600kW电力机车枕梁组成生产为例,对EN15085焊接体系中所涉及的技术评审、工艺评定、焊工考试以及工作试件等几大要素进行分析,并用实际例子对相关标准的实施进行分析和运用。     

焊接缺陷对动车组铝合金车体疲劳寿命影响研究

由铝合金型材焊接而成的高速列车车体,如考虑焊缝处初始焊接缺陷的存在,将造成焊缝质量等级的不同,进而造成其抗疲劳能力产生差异。为寻求在设计阶段能较准确地预测含初始焊接缺陷的动车组车体疲劳寿命的评估方法,通过试验获得3种含初始焊接缺陷试件的疲劳寿命数据,并基于美国ASME(2007)标准中的结构应力法计算出含不同焊接缺陷试件疲劳寿命的"等效初始裂纹";建立包括焊缝在内的动车组车体有限元模型,并依据BS EN12663-1:2010标准的加载方式,基于等效结构应力法和Miner线性累积疲劳损伤理论,预测车体关键焊缝的疲劳寿命;根据反求出来的等效裂纹对模型进行修正,研究初始焊接缺陷的存在对车体疲劳寿命的影响。