焊接殘余應力對構架疲勞強度的影響.pdf

1、焊接殘余應力與變形是直接影響構件結構性能與安全可靠性的重要因素，它在一定條件下會對結構的斷裂特性、疲勞強度和形狀尺寸精度等產(chǎn)生十分不利的影響。轉向架作為機車車輛的主要部件，對行車安全起著至關重要的作用，焊接構架又是轉向架的重要承載和傳力構件，如何準確測試或模擬焊接構架的殘余應力，分析其對疲勞強度的影響，對提高轉向架焊接結構承載能力、延長其使用壽命，提高運行安全性具有重要的工程價值。
　　 本文綜述了焊接殘余應力數(shù)值模擬技術的特點

2、以及國內外焊接殘余應力研究現(xiàn)狀和最新進展，并在有限元分析軟件ANSYS基礎上，分別給出了焊接溫度場及應力場的數(shù)學模型及有限元求解方法。
　　 針對焊接構架主結構的殘余應力數(shù)值模擬分析計算量大、時步長難以確定、計算結果難以收斂等問題，對單元的選擇、網(wǎng)格的劃分、間步長的選擇以及邊界條件參數(shù)的規(guī)范進行了研究，采用三維實體六面體單元進行網(wǎng)格劃分，在近熱源區(qū)域采用極細網(wǎng)格，遠熱源區(qū)域則采用稀疏網(wǎng)格，較大程度地提高了計算效率。焊接熱源的加載

3、焊縫金屬填充過程的模擬是焊接數(shù)值模擬技術的難點之一，本文采用單元生死單元格技術模擬焊縫金屬的填充過程，得到了與經(jīng)典理論相符合的計算結果；用高斯熱源模型模擬焊接熱源，并通過ANSYS參數(shù)化設計語言APDL編模擬熱源移動，得出焊接溫度場、熱、應力及殘余應力的計算結果，并分析出殘余應力對構架疲勞強度的影響，為復雜焊接結構的數(shù)值模擬研究的可行性提供了依據(jù)。
　　 本文還通過比較不同的殘余應力檢測技術和檢測設備，提出適用于焊接構架的殘余應