铁路货车侧墙制造过程建模与变形规律预测

摘要

焊接引起残余应力会导致薄板结构产生屈曲变形。本文采用基于固有应变的有限元方法，利用 ANSYS 软件的几何非线性分析功能，对某型号货车侧墙制造过程建模与焊接变形预测进行研究，获得符合实验结果的仿真模型。通过正交设计的仿真实验与主效果分析方法发现了不同设计变量与工艺参数对焊接变形的主要影响规律。其中，板厚/焊脚高对焊接变形的影响程度最大，其次是焊接速度、电压、最后是电流参数；跨距大小与焊接变形正相关，同时还与在整个侧墙所处的位置有关；帽型梁结构比槽型梁更具抗变形能力；侧板横拼对焊比竖拼略有优势。上述结论为优化货车侧墙设计与焊接工艺参数、制定不同跨距、板厚侧墙平面度误差设计规范提供了重要依据。