【摘 要】
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随着我国轨道交通技术的大发展,近年来各类型号的动车组不断下线,经统计绝大多数的客车车体都是采用铝合金型材经初步机加工后焊接形成的铝焊车体,制作车体的这种铝合金型材为中空挤压形成,有着强度高、质量轻、易加工等优良性质,制成的车体对比于传统碳钢车体有着焊缝数量少、重量轻、气密性好、工艺简单等优势。但是即便如此对焊接接头疲劳寿命评估一直是一个绕不过去的问题,相关机构都在不断探索合适的评估方法。基于此本文
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随着我国轨道交通技术的大发展,近年来各类型号的动车组不断下线,经统计绝大多数的客车车体都是采用铝合金型材经初步机加工后焊接形成的铝焊车体,制作车体的这种铝合金型材为中空挤压形成,有着强度高、质量轻、易加工等优良性质,制成的车体对比于传统碳钢车体有着焊缝数量少、重量轻、气密性好、工艺简单等优势。但是即便如此对焊接接头疲劳寿命评估一直是一个绕不过去的问题,相关机构都在不断探索合适的评估方法。基于此本文将围绕以下的内容进行开展:总结归纳了焊接接头疲劳与金属疲劳的差异性,阐述了焊接接头评估过程中的特殊点。对比几种评估焊接疲劳寿命的体系得出:在名义应力法体系下会出现实际焊接接头类型很难与相关标准上已有接头类型相贴合的问题;等效结构应力法能够实现应力对网格的不敏感性,克服名义应力法中存在的弊端。文中对某型动车组头车车体进行有限元模型建立,按照要求设置边界条件和工况,考察该车体在10个静强度工况下的表现情况,又计算车体的自由模态,综合两部分结果整体分析车体结构特性,为后续焊缝的选取提供支持。参考静强度、自由模态和疲劳静强度的计算结果,在该车体上选取10条评估焊缝,首先采用主S-N曲线法对10条焊缝进行疲劳寿命评估,对比各个工况下的结果给出相应结论。然后再联合软件ANSYS和FE-WELD,基于特定的初始裂纹对焊缝的剩余疲劳寿命进行计算,得出一般规律。最后又采用ⅡW标准对10条焊缝再次进行疲劳寿命评估,将两种评估体系下得到的结果进行横向对比,比较出两者之间的差异性,给出相应的结论。
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