轉(zhuǎn)向架構(gòu)架側(cè)梁的焊接變形數(shù)值模擬研究.pdf

1、焊接是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，涉及電弧物理學(xué)、傳熱學(xué)、冶金和力學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域。當(dāng)今已有的焊接變形研究方法主要有:解析法、試驗(yàn)法與數(shù)值模擬三種方法。然而采用理論的解析法和試驗(yàn)法在實(shí)際生產(chǎn)制造中存在極大的局限性。基于在經(jīng)濟(jì)成本、運(yùn)算效率和適用范圍方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，數(shù)值模擬已成為當(dāng)今焊接研究最主要的分析方法。本文主要針對(duì)數(shù)值模擬在構(gòu)件焊接變形研究中的應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)規(guī)律的探索與總結(jié)，并提出相應(yīng)的改進(jìn)方法與可行建議。主要內(nèi)容如下:
　　第一，

2、固有應(yīng)變法是研究大型焊接構(gòu)件焊后殘余變形的主要分析方法。本文對(duì)某平板多層焊接接頭進(jìn)行了試驗(yàn)研究，并將焊后變形測(cè)量結(jié)果與熱彈塑性有限元法、固有應(yīng)變法的仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。研究結(jié)果表明固有應(yīng)變法在焊接變形預(yù)測(cè)中具有可靠性，且在保證精度的前提下，能極大的縮短計(jì)算周期，適用于大型焊接構(gòu)件的焊接變形計(jì)算。
　　第二，熱輸入與板厚尺寸是影響固有應(yīng)變的主要因素。焊接速度是控制熱輸入量最常用的工藝參數(shù)，板厚是構(gòu)件設(shè)計(jì)過(guò)程中必須考慮的問(wèn)題。本文對(duì)

3、一系列T型焊接接頭進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究表明了橫向、縱向及等效固有應(yīng)變與焊接速度之間的強(qiáng)線性關(guān)系，同時(shí)總結(jié)出板厚尺寸對(duì)T型焊接接頭的焊后殘余變形的影響規(guī)律。
　　第三，固有應(yīng)變值的施加方式和施加位置是影響數(shù)值模擬計(jì)算精度的關(guān)鍵。對(duì)三種假設(shè)的固有應(yīng)變施加位置方案進(jìn)行了計(jì)算和對(duì)比，發(fā)現(xiàn)以焊縫中間線為軸心，焊縫直角邊的1/2為半徑的范圍內(nèi)單元節(jié)點(diǎn)進(jìn)行固有應(yīng)變的施加，其計(jì)算結(jié)果與熱彈塑性有限元的計(jì)算結(jié)果更接近。
　　第四，最后對(duì)大型焊