基于Kriging模型的焊接构架抗疲劳优化设计

利用Kriging近似模型技术,提出考虑焊接接头疲劳损伤约束的转向架焊接构架优化设计方法.根据国际焊接学会(IIW)的焊接接头与部件疲劳设计评估标准,基于Miner累积损伤理论,预测焊接接头的疲劳累积损伤;以板厚为设计变量,结构质量最小为目标,在尺寸约束的基础上,增加UIC515-4标准中超常载荷的最大应力、运营载荷的Goodman疲劳安全系数、疲劳试验过程焊接接头累积损伤为约束,创建焊接构架的抗疲劳优化模型;利用均匀设计法对10个设计变量进行120次试验创建Kriging近似模型,在近似模型上应用序列二次规划算法进行优化,在给定损伤要求下,构架质量减轻11.6%,此方法对复杂焊接结构的抗疲劳优化设计有一定的参考价值.     

基于代理模型的高速列车头型优化设计

为降低高速列车的气动阻力,对高速列车流线型头尾进行优化设计.建立高速列车空气动力学模型,基于三维黏性不可压缩控制方程组和两方程湍流模型,对明线上运行的3节编组列车周围流场模拟计算.构造6个优化设计变量关于空气阻力的响应面函数.结果表明,各优化设计变量之间相互耦合,和优化目标之间存在非线性关系,同时得到了各设计变量对空气阻力的贡献率.优化后,空气阻力值降低10.8%.     

基于子模型技术的转向架焊接构架疲劳评估

为提高高速动车组焊接构架复杂区域的有限元分析结果精度,降低求解规模和分析时间,利用子模型技术进行了焊接构架的疲劳评估.以某型动车组动力转向架焊接构架为研究对象,依据UIC 615-4和EN 13749标准中的载荷施加要求,采用有限元软件ABAQUS进行了运营工况不同载荷组合下的强度分析,并进行了焊缝处的疲劳强度分析,确定了焊接构架的疲劳薄弱区域.在此基础上,运用子模型技术将应力幅值最大的转臂定位座与下盖板角焊缝区域从构架整体中分离出来进行构架的疲劳评估,采用热点应力法得到该处的疲劳寿命为3.6×10~6次,满足IIW标准规定的2×10~6次,分析结果表明该构架疲劳寿命满足设计要求.     

基于有限元仿真的转向架构架集成优化设计

采用I-DEAS软件,建立铁路客车转向架构架参数化模型,进行有限元静强度分析,多学科综合设计优化平台iSIGHT集成有限元分析过程,以钢板厚度为设计变量,应力为约束,组合优化策略实现构架6.29%的减重优化.结果表明利用iSIGHT集成有限元仿真过程,可实现复杂机械产品的快速设计与优化.     

基于结构应力法的焊接构架应力状态研究

采用结构应力法研究焊接构架焊接接头的应力状态.首先,结合结构应力法和BS EN15085-3:2007标准,提出焊接接头应力因数的计算方法,并归纳总结出确定焊接构架焊接接头应力状态等级的技术路线;其次,建立了包括焊缝在内的某焊接构架有限元模型,依据疲劳试验大纲中提供的疲劳载荷谱,分析了构架焊缝的结构应力分布特点,并利用结构应力法的98%可靠度-2σ的S-N曲线,对焊缝进行疲劳寿命预测,构架评估焊缝的总损伤均小于1,满足疲劳寿命设计要求;接着,基于构架评估焊缝的等效结构应力计算焊缝的应力因数,应力因数的最大值为0.79;最后,由应力因数的值,确定构架支撑座附近焊缝的应力状态等级为中.     

基于BS方法的拖车转向架焊接构架的疲劳评估

为了保证设计的转向架焊接构架的安全可靠性,运用EN13749-1999标准对CRH3型拖车转向架焊接构架进行静强度评定和疲劳强度计算,采用BS方法对焊接构架进行有效的疲劳评估,分析计算结果表明CRH3型动车组拖车转向架焊接构架强度和疲劳寿命满足设计要求.     

构架焊接热源的仿真与应用

采用双椭球热源模型,对转向架构架焊接过程中所涉及热源进行仿真计算,并通过试验验证了结果准确性.针对构架焊接仿真计算机能力难以达到的问题,对热源进行了简化处理,求出其热循环曲线作为热源输入条件,并通过计算实例验证了其可行性.     

高速动车组焊接构架疲劳强度评估

针对高速动车组焊接构架的结构特点,建立某型高速动车组转向架焊接构架有限元模型,基于TB/T 2368-2005标准对焊接构架进行静强度分析,遴选出相对薄弱部位,并基于动应力法对选取的薄弱部位进行动应力计算,结合材料的Goodman疲劳曲线,评估焊缝区和非焊缝区的疲劳强度.结果表明:超常载荷工况下,构架的最大应力出现在焊缝区,为296 MPa,13种模拟运营工况下,无缝区的最大应力为225 MPa,焊缝区的最大应力为195 MPa,均未超出结构材料的许用值. 6个考察部位中只有侧梁下盖板和转臂座连接处的应力幅略高于焊缝疲劳许用应力,其余各部位的动应力均符合设计要求.     

基于IIW标准的提速客车转向架焊接构架疲劳寿命预测

基于线路动应力测试得到的动应力谱,考虑焊接结构的特殊性,以国际焊接学会IIW标准中疲劳设计规范提供的焊接接头S-N曲线数据库为依据,利用Palmgren-M iner累积损伤法则,对某提速客车转向架焊接构架进行了疲劳寿命预测.预测结果与疲劳试验机的试验结果对比表明,基于IIW的疲劳寿命预测方法有推广价值.     

提速客车焊接构架疲劳可靠性研究

在实测应力谱的基础上,利用可靠性理论进行了提速客车构架的疲劳强度评估和检修周期可靠性分析;并且根据国际焊接学会（IIW）推荐的方法,初步确定了焊接构架接缺陷容限,此容限可做为控制构架焊接质量和预测寿命的依据。     

基于IIW标准的提速客车转向架焊接构架疲劳寿命预测

基于线路动应力测试得到的动应力谱,考虑焊接结构的特殊性,以国际焊接学会IIW标准中疲劳设计规范提供的焊接接头S-N曲线数据库为依据,利用Palmgren-Miner累积损伤法则,对某提速客车转向架焊接构架进行了疲劳寿命预测.预测结果与疲劳试验机的试验结果对比表明,基于IIW的疲劳寿命预测方法有推广价值.     

一种新的焊接构架疲劳分析方法

为了在多工况下进行焊接构架多轴应力的疲劳强度评估,在直接法和投影法的基础上,将二阶张量坐标变换的性质应用于构架的多轴应力疲劳评估,提出了张量法.该方法将多轴应力转换到同一坐标系和同一截面下,根据获得的最大应力和最小应力进行疲劳评估.以某型转向架焊接构架为例,建立了该构架的有限元模型,计算结构在多工况下的应力,并用直接法、投影法和张量法计算了焊接构架的疲劳强度. 通过临界面法和Ncode软件的计算,验证3种方法的合理性.结果表明:考虑多轴应力方向的张量法明显优于另外两种方法,与Ncode计算结果误差最小,为4.42%.      

209HS转向架焊接构架的设计与计算

介绍了２０９ＨＳ转向架焊接构架的结构形式，以有设计过程中对降低自重，提高疲劳强度和焊接处理等问题的考虑；对构架的静强度和疲劳强度，着重用ＵＩＣ标准进行了评定。     

高速转向架焊接构架性能仿真建模方法

转向架性能直接决定高速动车组运行的安全性、平稳性和可靠性.依据相关标准,总结动车焊接构架的结构与承载特点;借助分析构架和部件的变形规律,得出动车焊接构架性能分析模型中位移约束以及主结构和安装座的承载施加方法.通过研究分析构架的齿轮箱吊座与电机吊座的局部变形,建议当考核齿轮箱吊座与电机吊座的强度时,应将齿轮箱联接结构和电机壳体结构的有限元模型纳入到动车构架性能分析模型中.     

机车焊接构架变形矫正的弹塑性有限元分析

基于数值仿真手段,对机车焊接构架变形的机械矫正过程进行了弹塑性有限元分析,得到了构架在侧梁焊接挠曲变形值为5 mm时,机械矫正需要施加的最大压力,矫正过程中结构的位移变化情况以及矫正结束后塑性应变的分布区域等结果.计算结果与实际经验基本吻合,表明在矫正之前的数值仿真对结构变形机械矫正的正确实施有重要的指导作用.     

4D轴货车焊接构架的疲劳强度分析方法

以某货车厂研制的新型4D轴货车焊接整体构架为研究对象,在ANSYS9.0有限元软件中建立完整的构架三维模型,根据UIC510-3规程,分析计算构架的应力分布情况、评估其疲劳强度,得出疲劳薄弱区.采用子模型技术,对疲劳薄弱区的焊接细节结构进行热点应力分析,进一步评价构架的疲劳强度.通过动应力实测编制疲劳薄弱区的应力谱,由S-N曲线和Miner累积损伤法则,预测构架的疲劳寿命.     

焊接钢梁疲劳强度研究——铁路纵梁足尺疲劳试验

本文所介绍的内容是以桥梁厂生产的铁路纵梁为对象,第一次在我国铁路系统所进行的实梁疲劳试验。通过实验取得了重要的数据。作者对当前钢梁生产工艺中存在的问题,也提出了一些看法。     

基于Kano-QFD模型的顺风车平台优化设计研究

顺风车作为低碳出行方式有助于“双碳”目标的实现,为确定能有效提升用户满意度的顺风车平台设计要求,首先通过问卷调查提取二级用户需求,运用Kano模型将用户需求分类并求得需求重要度。然后,结合质量功能展开（Quality Function Deployment, QFD）分析得出12项顺风车平台的功能设计要求,构建用户需求与平台设计要求的关系矩阵并确定各项设计要求的重要度排序。研究结果显示,重要度最高的3个用户需求为：希望有固定的拼友和司机、司机和乘客可双向选择、希望同乘的司机和乘客有较高的素质和信用;最关键的设计要求为“通勤圈”（社群小组）、双向选择与双向互评打分。最后,建议顺风车平台加入社群资讯功能,形成双向选择、双向互评机制,从而增加用户的使用意愿和满意度。     

机车转向架焊接构架轻型化评定和疲劳强度分析

提出Ｂｏ－Ｂｏ轴式机车转向架焊接构架轻型化评定准则,根据构架整体结构有限元法分析结果,用边界元法分析了构架侧梁下盖板横向对接焊缝的应力分布,讨论对接焊缝因其根部未焊透引起的应力集中和降低承受拉应力的对接焊缝应力状态的可行性方案,比较理论分析与疲劳强度试验结果,边界元法能较为准确地评述焊缝区域的应力分布状态。     

动车组构架激光-MAG复合热源焊接工艺参数

针对高速列车转向架焊接构架中典型的平板对接接头、T型角接接头和管板搭接接头,采用激光-MAG电弧复合热源焊接方法进行了系统的焊接工艺试验,确定了平板对接、T型角接和管板搭接接头的坡口角度、钝边尺寸和组焊间隙,以及相应的激光-MAG复合热源焊接工艺参数,为激光-电弧复合焊接方法在构架制造中的应用提供了工艺参数和技术基础.