铝合金货车侧墙多道焊变形预测

基于热弹塑性有限元法,对铝合金货车侧墙多道焊焊接变形进行仿真预测,仿真中充分考虑了材料热物理属性的影响．基于实体一壳单元混合模型,建立了侧墙有限元网格模型,应用3D高斯双椭球热源模型实现了焊接过程温度场分析．从工程实际出发设计了四种焊接顺序,通过对四种焊序下仿真结果的对比分析,讨论了不同焊接顺序对铝合金货车侧墙焊接成形的影响,为研究大型铝合金薄板焊接过程中的应力应变和减少焊接应力与变形提供了参考依据．     

搭接接头焊接角变形产生的原因分析

运用固有应变法研究了六个固有应变分量分别对搭接接头焊接角变形的影响.采用热弹塑性有限元法计算出搭接接头的六个固有应变分量和角变形,并以各个固有应变分量作为边界条件,对搭接接头的有限元模型进行弹性分析,计算出各个固有应变分量对应的角变形.结果表明：搭接接头焊接角变形的产生主要是由焊缝及其附近区域与焊缝平行的平面内垂直于焊缝方向上不均匀分布的固有剪切应变分量引起的.     

基于固有应变法的钢箱梁结构双侧同步焊变形预测研究

基于固有应变法,并采用T型接头双侧同步焊有限元模型,对钢箱梁结构的焊接变形作出预测分析。结果表明:固有应变法可以达到传统热弹塑性有限元法计算的精度;采用壳单元网格划分接近实体单元的计算结果。运用固有应变法及壳单元模型,对钢箱梁结构的双侧同步焊接变形作了预测分析,得到顶板焊接变形较大,底板变形主要集中在板边缘中部区域。在研究结果的基础上,给出了夹具、肋板数量、焊缝位置等具体措施用于钢箱梁结构双侧同步焊的建议。     

铝合金车体长直焊缝的焊接缺陷及防止措施

铝合金车体侧墙与底架边梁长直焊缝在车体焊缝组成中尤为重要,此处的焊缝采取横焊姿势,极容易产生焊接缺陷,又因大部件侧墙采用大型中空挤压型材,需强行拉出挠度,焊接后还要再进行门框组装,因此很难达到理想状态,造成侧墙与底架组装时焊缝的根部间隙极不均匀,更对焊接造成了相当大的困难。本人结合铝合金车体焊接试验及现车生产中实际经验对此焊缝的焊接缺陷及防止措施进行了分析研究。     

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.     

焊接顺序对高速列车侧墙焊接残余应力的影响

按实际加工工艺,基于有限元软件SYSWELD,采用有限元热弹塑性分析方法和Fortran语言对焊接热源进行二次开发,获得了所需要的热源,并通过实验验证了热源模型的准确性.在此基础之上,通过分析高速列车CRH380B侧墙焊接残余应力分布规律和焊接顺序对于侧墙焊接残余应力的影响,得到了侧墙焊接最优方案,为企业实际生产中的降低焊接残余应力方案选择提供了依据.     

斜拉桥钢桥面板顶板-U肋-横隔板过焊孔细节群数字疲劳试验

为研究多场耦合作用下斜拉桥钢桥面板疲劳裂纹的扩展机理,建立了跨尺度斜拉桥全桥数字疲劳试验模型;通过模拟顶板-U肋-横隔板过焊孔细节群处多道焊缝的焊接全过程,将焊接残余应力引入数字疲劳试验模型中;基于扩展有限元法,在多场耦合作用下对顶板-U肋-横隔板过焊孔细节群处典型疲劳裂纹进行扩展机理的数字断裂参数分析与扩展行为的数字疲劳试验。研究结果表明:在顶板-U肋-横隔板过焊孔细节群处存在较大的残余拉应力,其最大值接近钢材的屈服强度,焊接残余应力对钢桥面板疲劳性能的影响不可忽略;后续焊缝会影响已有焊缝区域的应力场分布,在分析计算多道焊缝影响区域的焊接残余应力场时,需模拟多道焊缝的焊接全过程;在恒载应力场、活载应力场和焊接残余应力场的多场耦合作用下,按复合型裂纹扩展的工程准则,顶板-U肋-横隔板过焊孔细节群处4种典型疲劳裂纹的最大等效应力强度因子幅均大于疲劳裂纹扩展阈值,均将在疲劳循环荷载作用下发生疲劳扩展;在多场耦合作用下,过焊孔上方顶板-U肋连接焊缝的顶板侧焊趾处疲劳裂纹和U肋侧焊趾处疲劳裂纹均为以Ⅰ型裂纹为主导的Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ型复合裂纹,Ⅱ型和Ⅲ型裂纹的影响不容忽略;过焊孔上方顶板-U肋连接焊缝的顶板侧焊根处疲劳裂纹和横隔板过焊孔边缘处疲劳裂纹均为Ⅰ型裂纹;建立的多场耦合作用下多尺度数字疲劳试验可为运营阶段大跨度桥梁钢桥面板疲劳裂纹的扩展提供分析与模拟方法。      

用数值模拟方法优化列车转向架侧梁焊接工艺的研究

基于ANSYS平台热弹塑性有限元分析,利用APDL语言,采用单元生死技术模拟焊缝形成过程,对B型列车14t转向架侧梁的焊接残余应力与变形进行了模拟。结果显示,侧梁沿x方向（即焊缝方向）产生了收缩,两端向中心的收缩量大致相等,其值分别为0．846mm和-0．935mm;在Y方向上,上盖板沿Y的负方向产生了较大的变形,其值为-1．548mm,下盖板的位移较小,最大值仅为0．213mm;z方向上,由于约束较强,其变形值较其它方向相比大约小一个数量级。等效残余应力在焊缝上最大,其峰值约为270MPa,随着与焊缝中心距离的增加,其值迅速减小。总体而言,模拟结果符合焊接理论,且与实际情况吻合,证明了用数值模拟方法进行焊接工艺优化的可行性。     

地铁车体总成关键焊缝焊后变形量工艺研究

对某项目地铁车体关键焊缝的焊后变形量进行跟踪测量.数据表明:车体组焊前后,侧墙上边梁与车顶边梁(上部焊缝)焊后尺寸平均横向收缩量约为1.05 mm,侧墙下边梁与底架边梁(下部焊缝)焊后尺寸平均横向收缩量约为1.67 mm,且它们在对应位置变形趋势相同;由于底架起挠导致侧墙模块2、模块4中间存在很大的扭曲变形应力,焊后焊...     

顶板-U肋焊缝焊接残余应力的分布特征分析

为研究顶板-U肋焊缝焊接残余应力的分布特征,利用ABAQUS有限元软件建立顶板-U肋足尺模型,采用生死单元法和热力耦合分析法对焊接过程进行模拟,明晰结构整体残余应力分布。研究结果表明：在增大焊接有效功率后可增大焊缝熔池面积,但功率过大会导致焊根烧穿,为获得合理有效的功率应将电流控制在300 A、电压控制在30 V左右;顶板-U肋纵向残余应力在焊缝及近焊缝区域为拉应力,远离焊缝区域为压应力并趋近于0。横向残余应力在焊根、焊趾处数值最大,相应部位存在疲劳开裂风险,近焊缝区域焊根应力大于焊趾应力,远焊缝区域焊趾应力大于焊根应力。基于分析结果,总结顶板-U肋焊缝各部位残余应力分布的特征规律,研究结果可为顶板-U肋焊接参数的优化设计与残余应力调控提供参考。