动车组铝合金车体焊接接头应力集中区域识别

基于结构应力研究动车组铝合金车体焊接接头的应力分布特征.首先,建立某动车组铝合金车体包括焊接接头在内的有限元模型,然后,在EN12663-1:2010标准中的主要静态载荷作用下,分析车体典型焊接接头的结构应力沿焊缝长度的分布规律.结果表明:车体焊缝应力集中发生部位主要为门立柱下方以及设备舱挡板附近的底架地板型材与底架边梁搭接焊缝处.当通过打磨等改善技术提高车体焊缝疲劳强度时,应重点关注这些区域.     

焊接残余应力对动车组铝合金车体疲劳强度的影响

采用热-弹塑性法和固有应变法计算了动车组铝合金车体对接接头的残余应力, 并进行了对比, 以验证采用固有应变法计算残余应力的合理性; 建立了车体的板壳有限元模型, 参照标准《铁路应用—铁路车辆车体的结构要求》 (EN 12663), 确定车体服役状态的疲劳载荷工况, 采用惯性释放法计算了车体有无残余应力的疲劳强度; 根据最大主应力原则, 将车体多轴应力转化为单轴应力, 得到焊缝和母材关注点的平均应力和应力幅值; 结合铝合金车体材料性能参数绘制了Goodman疲劳曲线, 计算了每个关注点的可靠性安全系数, 分析了残余应力对车体疲劳强度的影响。分析结果表明: 焊接残余应力对母材关注点影响不大, 其可靠性安全系数降幅小于5%;焊缝关注点的平均应力增加量可达25 MPa, 其可靠性安全系数降幅超过50%, 最大为54%, 使得车体容易疲劳失效; 残余应力对焊缝关注点最大主应力的方向有明显的改变。     

城际动车组铝合金车体结构设计与性能

根据城际动车组的运用特点,以CRH3A型城际动车组车体结构为例,在最大程度上满足车体的高强度及轻量化的要求及标准下,从车体材料的选择、车体断面设计、车体结构设计、计算分析验证及试验对比等方面进行研究,提出了城际动车组车体结构的设计思路和方法.     

高速动车组铝合金车体性能的深入研究

依据BS EN12663-1(2010)、BS EN1999-1-1 (2007)、TB/T1335-96以及“200 km/h及以上速度级铁道车辆强度设计及试验鉴定暂行规定”,归纳总结了高速动车组铝合金车体结构设计的基本要求.借助有限元分析仿真技术与物理样车试验相结合的方法,研究了我国自主研发的高速动车组车体结构刚度、强度、振动品质以及典型横断面形状与截面物理特性的变化关系,为高速动车组铝合金车体详细设计提供理论依据.     

动车组铝合金车体结构刚度协调设计原则

动车组铝合金车体结构整体刚度和部件刚度决定着其强度、稳定性、振动品质以及疲劳寿命.结合车体结构和承载特点以及铝合金焊接的特殊性,分析动车组铝合金车体各种典型断面的缺口对其抗弯刚度的影响,识别外载荷作用下车体部件的传力路径,以及研究位于传力路径上部件各方向的刚度不协调区域.以结构刚度协调设计为出发点,总结铝合金车体主结构开口和端门结构以及型材焊接位置的设计原则,为动车组铝合金车体详细设计提供理论依据.     

考虑气动载荷的动车组铝合金司机室焊接接头应力因子分析

基于EN1999-1-3:2007和IIW-2008标准及EN15085-3标准,研究高速列车频繁地通过隧道时列车头部或尾部承受瞬间突变的气动载荷导致车体结构疲劳损伤的问题.基于上述标准的接头疲劳性能参数和疲劳评定方法及损伤等效原则,应用C#语言和ANSYS的APDL语言编写了高速动车组铝合金车体在BS EN12663标准的加速度疲劳载荷和气动疲劳载荷共同作用下,车体焊接接头应力因子的计算程序.在2×106次的0～4000 Pa气动载荷和107次的三方向加速度±0.15 g载荷共同作用下,利用某高速动车组头车车体结构有限元模型和自编计算程序对司机室焊接接头进行疲劳评估与应力因子分析.结果表明:主要由气动疲劳载荷引起的司机室焊接接头的累积损伤和应力因子均是IIW的计算结果大于EN 1999-1-3的计算结果;司机室立柱与边梁焊缝的累积损伤和应力因子最大,分别为0.753和0.987.建议高速动车组司机室焊接结构抗疲劳设计时应重点关注气动疲劳载荷.     

铝合金6063焊接接头性能分析

本文通过对铝合金6063焊接前后材料机械性能、耐腐蚀性能等的测试,分析了该合 金焊后接头性能发生变化的原因。结果表明:6063铝合金具有良好的工艺可焊性和耐 大气腐蚀性能,但焊后热影响区发生了软化,强度下降较大,自然时效能力较差.焊后 固溶处理和人工时效处理在一定程度上是提高接头机械性能必要而有效的手段.      

考虑初始缺陷的动车组铝合金车体结构稳定性分析

基于非线性有限元分析技术,研究带有初始缺陷的动车组铝合金车体结构承载能力.首先,在研究结构稳定性数值分析理论的基础上,归纳总结出基于子结构法进行动车组铝合金车体稳定性分析的技术流程;其次,在EN12663中载荷作用下,对某动车组铝合金车体结构进行线性稳定性分析,指出车体屈曲因子较低部位为底架检查孔结构区域;然后,运用子结构技术,考虑不同初始缺陷对车体进行非线性稳定性分析,获得底架检查孔结构区域的临界载荷分别为1 350和1125 k N,均低于该区域的线性屈曲临界载荷.建议当类似动车组车体结构线性稳定性分析的屈曲因子较低部位为薄板结构时,应进行非线性稳定性分析.     

加速工况下铝合金高速动车组车体服役性能评估

根据EN12663标准中的疲劳载荷要求和车辆运行时启动,匀速运行,制动和出入库的在线实测加速度载荷谱,通过车体的实测应变信息,反求获得车体在线路上运行时的真实载荷谱.结合材料、结构疲劳试验以及无损探伤检测,利用主S-N曲线法疲劳寿命评估平台结合迈纳尔损伤累计法则对车体系统残余寿命和服役性能进行了评估.通过数据分析得危险焊缝部件的设计寿命和抗疲劳性能可满足车体使用30年的标准要求,并验证主S-N曲线进行动车组车体焊接接头疲劳寿命评估方法的可靠性和准确性.     

城轨铝合金车体侧墙焊接仿真分析

基于热—弹—塑性有限元法,根据实际加工工艺,借助大型非线性有限元软件ABAQUS,对某城轨铝合金车体司机室处侧墙的焊接变形进行仿真模拟.利用八节点六面体网格对侧墙模型进行精准建模,并利用移动的双椭球热源来模拟MIG自动焊过程.设计了三种不同的焊接顺序,通过量化对比不同焊接顺序下的仿真结果.结果表明,在不同焊接顺序的工艺方法下对侧墙焊后变形挠度大小具有一定影响,且由外侧向内侧的焊接顺序能更好的控制侧墙焊后变形.     

轻轨车辆车体用铝合金的焊接性研究

本文分析了铝合金在国外车辆部件中的应用情况、发展趋向及其在组焊中存在的主要问题;对国产 Al-Mg、Al-Zn-Mg 合金及其异种金属焊接接头进行了焊接性试验研究.结果表明,其焊接接头有满意的力学性能、抗裂性及抗应力腐蚀性能,适合用于制造轻轨车辆.     

动车组铝合金车体焊缝质量等级评价的应力因数计算方法

建立了某型动车组铝合金焊接车体的有限元分析模型,对焊缝部位进行简化建模,焊缝与实际存在的差异在等效结构应力计算中进行修正;基于标准BS EN 12663—1:2010分析了车体承受的载荷,采用Box-Behnken正交矩阵设计确定了车体的9个疲劳载荷工况;对车体有限元模型施加多轴载荷,分析了车体侧墙上的4条长焊缝部位的应力分布,确定了6个应力因数计算的关注点;采用名义应力法和等效结构应力法计算车体侧墙焊缝的应力因数,对比分析了2种应力分析方法。分析结果表明：2种应力分析方法在循环次数为1.0×10⁷的许用应力范围不同,名义应力为16.40 MPa,等效结构应力为26.61 MPa;6个关注点的名义应力范围均小于其等效结构应力范围,得到的车体焊缝6个关注点的名义应力和等效结构应力的应力因数分别为0.33、0.25、0.50、0.49、0.76、0.62和0.23、0.24、0.39、0.45、0.61、0.48;针对同一焊缝的关注点,名义应力法计算的应力因数大于采用等效结构应力法计算的应力因数;名义应力法存在很大的分散性,导致应力因数偏大,而等效结构应力法物理意义更明确,计算的应力因数更为合理。     

6005A铝合金焊接接头的腐蚀行为

采用浸泡试验和电化学方法研究了6005A铝合金焊接接头在不同介质环境中的腐蚀行为,采用光学显微镜、扫描电子显微镜、电子能谱分析了焊缝微观组织和成分的变化．结果表明,由于ER5356焊丝Mg含量较高,致使焊缝中Mg含量高于母材,因此焊缝耐蚀性能低于母材;在浸泡试验中焊缝发生均匀腐蚀,表面呈多孔形貌,其对光线的反射明显弱于仅发生点蚀的母材,表现出焊缝发黑的现象;焊接接头在0．1MNaCl、0．1MNa2SO4和0．1MNaNO3溶液中的腐蚀速度为VNaCl〉VNa2SO4〉VNaNO3.     

车辆用铝合金6061焊接接头性能探讨

对车辆用铝合金６０６１焊接头的性能进行了分析讨论，结果表明：该合金焊接性较好，但由于焊接热循作用，焊接接头的硬度，强度，塑性相对于原始母材发生了较大变化。焊接影响区发生了软化，缝中存在一定数量气孔。自然时效过程中，该合金的强度，延伸率有一定的恢复。     

6005A铝合金焊接接头的腐蚀行为

采用浸泡试验和电化学方法研究了6005A铝合金焊接接头在不同介质环境中的腐蚀行为,采用光学显微镜、扫描电子显微镜、电子能谱分析了焊缝微观组织和成分的变化.结果表明,由于ER5356焊丝Mg含量较高,致使焊缝中Mg含量高于母材,因此焊缝耐蚀性能低于母材;在浸泡试验中焊缝发生均匀腐蚀,表面呈多孔形貌,其对光线的反射明显弱于仅发生点蚀的母材,表现出焊缝发黑的现象;焊接接头在0.1 M NaCl、0.1 M Na2SO4和0.1 M NaNO3溶液中的腐蚀速度为VNaCl>VNa2SO4> VNaNO3.     

CRH3型动车组铝合金车体总组成焊接系统

介绍了350km／hCRH3型动车组车体总组成焊接系统，包括：焊接夹具及自动焊接装置，并对其使用效果及特点进行了比较分析．     

CRH3型动车组铝合金车体总组成焊接系统

介绍了350 kn/h CRH3型动车组车体总组成焊接系统,包括焊接夹具及自动焊接装置,并对其使用效果及特点进行了比较分析.