焊接残余应力对动车组铝合金车体疲劳强度的影响

论文摘要

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。

论文目录

• 0 引 言
• 1 铝合金对接接头焊接残余应力计算
•   1.1 采用热-弹塑性法计算残余应力
•   1.2 采用固有应变法计算残余应力
•   1.3 残余应力对比
• 2 残余应力对车体疲劳强度的影响
•   2.1 车体有限元模型建立
•   2.2 疲劳载荷工况的确定
•     2.2.1 车体垂向载荷
•     2.2.2 列车运行动载荷
•     2.2.3 疲劳载荷组合工况
•   2.3 残余应力对车体疲劳强度的影响
• 3 结 语

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 卢耀辉,张德文,赵智堂,刘俊杰,卢川

关键词: 车辆工程,有限元方法,焊接残余应力,热弹塑性法,固有应变法,疲劳强度,疲劳曲线

来源: 交通运输工程学报 2019年04期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 铁路运输

单位: 西南交通大学先进驱动节能技术教育部工程研究中心,西南交通大学机械工程学院

基金: 国家自然科学基金项目(51275428),四川省科技计划项目(2018HH0072)

分类号: U266

DOI: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2019.04.009

页码: 94-103

总页数: 10

文件大小: 2471K

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