焊接工艺对客车骨架T形接头强度的影响

为了给客车骨架T形接头焊接工艺方案的选择提供参考依据和技术指导,以某全承载式客车为载体,研究焊接顺序和焊接电流对客车骨架T形接头强度的影响。选取底架上3处危险T形接头作为研究对象,采用与所选取接头截面尺寸相同的方钢进行焊接试验,对其在不同焊接顺序和焊接电流方案下的焊接变形进行测量与统计。根据试验数据建立变形后的T形接头有限元模型,在其端部施加反向位移,从而获得T形接头在各个方案下的焊接变形应力。通过建立车身整体梁壳混合模型,对所研究T形接头在整车危险工况下的工作应力进行统计,并将焊接变形应力引入整车分析,基于应力叠加的方法,获得T形接头处的实际应力值,以此为依据研究不同焊接工艺参数对客车骨架T形接头强度的影响。研究结果表明：焊接工艺对T形接头强度存在较大影响,针对选取的3处T形接头,当采用不同的焊接顺序时,应力最高值与最低值相差可达40%以上;当采用不同的焊接电流时,应力最高值与最低值相差达到了30%左右;合理选择焊接工艺参数可以避免焊接变形应力与工作应力的叠加,从而有效降低接头处的应力水平,进一步提高车身骨架整体的承载性能。     

白车身典型接头点焊焊接变形仿真及研究

白车身的焊接变形直接影响整车性能和内外饰感官品质。为了减少白车身焊接变形所付出的设计变更投资、人力资源、孕育周期，通过总结归纳车身典型搭接接头如U型Z型T型，结合焊接变形仿真、实物验证和总结，对比典型接头的不同焊接工艺得出有效可行的工艺方案。通过对白车身典型接头的点焊焊接变形进行仿真并得出每种接头最有利于精度保证的焊接顺序，对工艺设计、设备选型及缩短工艺设计周期提出参考。     

基于虚拟试验场的汽车车身T型接头疲劳分析

为在概念设计阶段即能估计汽车结构的疲劳寿命,利用虚拟试验场技术建立具有真实接头的整车简化模型并组合虚拟试验路面模型;应用动态非线性显式分析软件LS-DYNA进行瞬态响应分析,获取车身结构动态应力的时间历程.以某微型车的C柱上接头为例,应用应变寿命法进行了T型接头结构的疲劳寿命分析,并对寿命短的部位进行改进设计,最后通过道路试验验证了分析的可行性和有效性.     

Q420qE高强度结构钢的焊接接头力学性能标准

南京大胜关长江大桥采用Q420qE高强度结构钢。根据对焊接桥梁结构细节分类及其裂纹体模型的断裂力学分析、结构应力分类,给出3类结构细节的裂纹体断裂驱动力的典型结果。根据对Q420qE钢板及其焊接接头的全厚度深缺口宽板拉伸试验、夏比V形缺口冲击试验得到的大量试验结果,进行量化的统计分析,给出Q420qE钢板及其焊接接头的断裂抗力表达式。结合该桥Q420qE钢构件焊接接头的应力水平,根据断裂力学判据KI≤KC和计算、试验结果最终确定该桥Q420qE高强度结构钢的焊接接头力学性能标准。     

车身修复常用焊接方法解析

汽车车身是一个复杂的结构件,现代整体式车身冲压件的材料除了传统的低碳钢以外,高强度钢、超高强度钢的使用率近年来也增长到了70％之多.高强度钢和超高强度钢的特点就是不能过度加热,否则其内部结构将被改变,甚至连强度也会变得和低碳钢一样,丧失原先的设计强度.所以焊接是现代车身制造和维修中十分考究的连结方式.所谓焊接其实就是一种熔化金属后再将其融为一体的操作.考虑到焊接热量过大会降低焊接部位的强度,电弧焊和氧乙炔焊已经逐渐淡出现代车身维修焊接作业的行列.     

果子沟大桥Q370qE钢焊接对接接头的超声冲击试验研究

采用超声冲击技术对果子沟大桥Q370qE桥梁用钢焊接对接接头进行了全覆盖超声冲击处理(Ultrasonic Im-pact Treatment,UIT),并通过XRD、红山-10T型高频疲劳试验机等对UIT前后Q370qE焊接接头的表明形貌、残余应力、疲劳性能的变化进行了测试和分析。结果表明,UIT使左焊趾附近的残余压应力由-25.6 MPa增高达-240.8MPa,使右焊趾附近17.2MPa的残余拉应力转变为-196.3MPa的残余压应力;使焊接接头在应力R比为-1,应力范围为±270MPa的条件下,其疲劳寿命为22954,经超声冲击处理后焊接接头在相同条件下其疲劳寿命为46523。对比未处理试样,UIT处理试样的疲劳寿命至少提高了1倍多。     

基于有限元法的轿车车身结构及焊点疲劳寿命分析

以某型轿车车身为例,建立车身的有限元模型,在对车身进行了单位激励下的冲击响应分析并得到应力应变分布结果的基础上,利用M iner损伤累积准则,在MSC.Fatigue软件中对车身的疲劳寿命进行仿真分析,估算出该型车在D级路面上行驶时的结构及焊点疲劳寿命,分析结果显示出的危险部位与实车实验基本一致。     

汽车车身结构和维修技术解析(十一)

正(接2016年第8期)(3)电阻焊汽车车身构件的连接都是机械化作业,大多采用电阻焊,在车身构件修复时也需要使用电阻焊或气体保护焊进行焊接连接。在使用电阻焊时,操作者必须在设备上安装一些合适的长焊接臂和电极,并应适当调整两构件之间的夹紧力,同时调整电流强度和时间才能得到较好焊接质量。在进行构件电阻焊作业时,一定要先查阅汽车制造厂提供的汽车维修说明书。更换车身构件时,焊接接头的大小应和原来制造厂的焊接接头类似。车身构件的强度和耐久性要求,需要根据     

基于响应面法的汽车车身T型接头优化

提出了一种适用于汽车概念设计阶段的车身T型接头快速优化方法.该方法根据T型接头的结构特点,将其划分为1个本体区域、3个分支区域和3个过渡区域,并建立7个相应的六面体作为各区域的控制体,通过六面体顶点的位置变化来实现各区域结构的尺寸变化.接着提取整车刚度和强度分析工况下接头的边界载荷,并利用拉丁方实验设计方法对接头有限元...     

白车身匹配检测和控制方法的探索

车身装配质量水平不仅反映了车身设计水平,也反映了制造厂家的制造水平和管理水平.而白车身的焊接匹配问题则是各类制造质量问题的综合、直观的体现,也是困扰汽车制造厂商的一个世界性难题.本文阐述了生产制造解放J6白车身匹配过程中的偏差产生、匹配检测和控制方法,以期对该类问题的解决有一定的帮助.     

对摩托车车架焊接变形的研究

摩托车车架大多采用复杂管和板式焊接结构,车架焊接后往往会出现焊接变形、内部产生焊接应力等,不但直接影响整车装配及整车性能,还会降低车架结构的承载能力,降低焊接接头和车架的疲劳强度而引发事故。如何保证摩托车车架的结构尺寸、形状精度及强度是车架生产中最大的问题,尤其是在大排量摩托车开发设计中尤为重要。只有对焊接进行全过程控制,采取有效的设计和工艺措施控制焊接变形,并对超出公差要求的焊接变形进行矫正,才能达到和保证车架尺寸精度和装配要求。     

Effects of residual stresses on the static and fatigue strength of laser-welded lap joints with different welding speeds

This study was conducted to determine whether the different residual stresses caused by different welding speeds affect the static and fatigue strength of laser-welded lap joints. Residual stresses in STS301L laser-welded lap joints of different thicknesses under two laser-welding speed conditions, 4.1 m/min and 5.1 m/min, were evaluated with the incremental hole-drilling strain gage method at the middle of the heat-affected zone (HAZ). Then, static and fatigue tests were performed. The results show that higher static and fatigue strengths were obtained from the specimens welded with a 4.1 m/min welding speed than from the specimens welded at 5.1 m/min. The main difference was due to the compressive principal residual stress magnitude and its orientation near the HAZ. Also, the micro-hardness profile along the failure interface was measured to verify the static and fatigue failure behavior.     

焊接应力对构件的危害及消除

焊接残余应力在焊接构件中普遍存在,直接影响车架结构的承载能力、降低焊接接头及整个车架构件的疲劳强度,在遇到外力作用时会产生疲劳断裂或脆性断裂而引发事故。只有从结构设计、工艺制造、焊后处理等阶段进行控制和消除,才能保证使用要求,提高焊接构件的强度,延长工作寿命。     

Fatigue strength assessment including welding residual stress of spot welded joints subjected to cross-tension loads

This paper presents a method to assess of fatigue strength for resistance spot welded joints, which incorporates welding residual stress effects. To achieve this, first, a non-linear finite element analysis (FEA) was performed to simulate the spot-welding process. To validate the FEA results, the numerically calculated welding residual stresses of spot welds were then compared with experimental results measured by X-ray diffraction method. The residual stress distributions showed good agreement between calculations and experiments. To evaluate the effects of welding residual stress on the fatigue design criterion of resistance spot welded joints subjected to cross-tension load, the stress amplitude (σ_a-res) taking into account welding residual stress at a spot weld was proposed based on a modified Goodman equation incorporating the residual stress effect. Using the stress amplitude σ_a-res at the nugget edge of a spot weld, the ΔP ? N_f relations obtained as the fatigue test results for spot welded joints were systematically rearranged to the σ_a-res ? N_f relation. It was found that the proposed stress amplitude (σ_a-res) provides more reasonable and accurate fatigue design criterion of spot welded joints subjected to cross-tension load.     

U肋-面板全熔透焊接接头疲劳性能试验

正交异性桥面板U肋-面板焊接接头为疲劳裂纹多发部位,为了提高U肋-面板焊接接头疲劳性能,分析目前规范中对该构造细节的疲劳设计要求以及疲劳问题依然存在的原因,在目前主要采用部分熔透焊形式的背景下,考虑引入全熔透焊接以期达到提高疲劳性能的目的。研究围绕一种全新的U肋-面板全熔透焊接接头的疲劳性能分别开展构造细节和节段足尺模型试验研究。试验结果表明：全熔透疲劳裂纹都是始于U肋内侧焊趾处,沿着U肋腹板厚度方向发展,部分熔透焊裂纹主要始于未熔透焊缝的焊根部位,沿焊喉方向发展,直至贯通整个焊喉,且在同样加载条件下,全熔透焊裂纹产生的加载次数明显高于部分熔透焊;全熔透焊的热点应力试验测试值与理论计算值基本一致,U肋焊趾部位应力集中明显,内侧受拉外侧受压,解释了疲劳裂纹起始点为U肋焊趾内侧;经回归计算得到热点应力疲劳强度为263.8 MPa;将足尺节段疲劳试验加载幅度对应的加载次数换算为公路桥梁规范单车轮轮载60 kN所对应的加载次数,2个试件加载次数都超过1.2亿次,且U肋-面板全熔透焊接接头依然没有疲劳裂纹产生,表明U肋-面板全熔透焊接接头具备优良的抗疲劳性能。     

点焊结构应力应变场数值模拟分析

采用ANSYS数值模拟软件,对点焊结构焊点附近的应力应变状况进行了详细的分析。分析结果表明,在点焊接头中应力和应变的分布是不均匀的,焊核中心的应力比较小,高应力区主要存在于热影响区内,即点焊接头热影响区附近是易于产生破坏的主要区域,且应力发展趋势是从母材贴合面与焊核交界线向外扩展。模拟分析试样变形状况与试验室点焊结构剪切拉伸疲劳试样的变形形状基本吻合,说明利用有限元数值模拟试验分析是可行的。     

钢桥面板纵肋双面焊构造疲劳裂纹扩展特性研究

正交异性钢桥面板纵肋构造细节疲劳危害严重,修复困难,传统单面焊构造疲劳抗力不足是导致该部位疲劳开裂频发的主要原因。采用双面焊构造可望显著提高该构造细节的疲劳抗力,而初始焊接缺陷是该类构造细节疲劳抗力的关键影响因素。以双面焊构造为研究对象,基于线弹性断裂力学理论,建立多裂纹扩展模拟方法,通过多裂纹扩展试验验证该方法的可行性;在此基础上,对焊根处存在单一和多个初始缺陷条件下构造细节疲劳裂纹扩展特性进行研究。结果表明：外侧焊根单裂纹、内侧焊根单裂纹与焊根多裂纹扩展模式均为Ⅰ型开裂主导的Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ型复合裂纹扩展模式;多裂纹扩展特性并不显著,多裂纹在扩展初期由于临近裂纹等效应力强度因子幅值的迅速降低而转变为单一裂纹,此后其扩展规律与外侧焊根单裂纹扩展规律基本一致;3种裂纹在扩展初期裂纹形状比变化规律存在差异,但随着扩展深度的增加,等效应力强度因子幅值下降段变化规律基本一致,裂纹扩展达到一定深度后均呈扁平状且随扩展深度增加扁平状趋势更加显著;外侧焊根处的单一缺陷是控制钢桥面板纵肋双面焊构造疲劳抗力的主要缺陷,制造时应采取有效措施避免这类缺陷。     

焊接应力对桥式起重机箱形梁承载能力的影响

该文提出了桥式起重机箱形梁焊接时产生的残余应力对其承载能力的影响问题。通过对纵向残余应力的分布、计算分析以及对箱形梁二次变形的计算分析,文章认为焊接应力对箱形梁承载能力的主要影响是降低了上盖板的屈曲强度,造成箱形桥架下挠,并提出用双二次变形减小焊接残余应力的工艺措施。     

盾构隧道内部双层预制结构梁-柱节点连接技术研究

以诸光路盾构隧道工程为依托，进行了预制结构梁-柱节点的试验研究。试验结果表明，采用超高性能混凝土UHPC作为后浇材料，梁端钢筋可以采用只搭接不焊接的形式，既保证了连接接头强度和刚度，又提高了施工效率和施工质量，为隧道内部结构的预制拼装设计、快速化施工提供了参考。