P70货车端墙结构焊接变形仿真及研究

摘要

随着我国铁道事业的的迅猛发展，对铁道车辆的生产提出了更高的要求。焊接作为其主要的加工方法，更需要对其深入研究。焊接失稳变形是薄板焊接结构中常见的现象，货车端墙结构在焊接过程中由于焊缝处收缩产生压应力导致端墙结构失稳，产生波浪变形，一方面使结构强度降低，另一方面影响了表面的平整和美观。本文所采用得固有应变有限元法可以避开整个焊接过程，着眼于焊接以后在焊缝和近缝区存在的固有应变，找出固有应变大小和分布与焊接参数以及焊件尺寸等的关系，将固有应变作为初始应变值进行一次弹性有限元计算，就可以得到整个焊件的残余应力和变形，极大地减小了计算量并且更能够得到合乎精度要求的计算结果。首先，根据实际工艺情况对货车端墙结构的焊接失稳变形进行模拟仿真，通过将固有应变等效为焊缝及热影响区的热载荷，可以进行线性失稳分析确定临界载荷，然后采用非线性失稳分析确定失稳变形的大小。仿真结果与实测值基本一致，证明了模型的正确性。同时在仿真模型的基础上，系统的研究线能量、板厚以及约束条件的变化对焊接变形的影响。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1选题背景及意义

1.2焊接变形数值模拟研究现状

1.3焊接应力变形形成机制的讨论与固有应变概念的引入

1.3.1两端拘束的杆件均匀加热和冷却过程

1.3.2长板条中间焊接时的加热和冷却过程

1.4本文研究目的与结构安排

第二章文献综述

2.1固有应变法理论

2.1.1焊接固有应变的确定

2.1.2固有应变的施加方法

2.2有限元数值模拟技术

2.3有限元方法概述

2.4非线性分析概述

2.4.1非线性结构的定义

2.4.2非线性行为的原因

2.4.3非线性结构分析中应注意的问题

第三章货车端墙焊接仿真及变形控制

3.1货车端墙焊接仿真

3.2计算软件

3.3失稳临界载荷

3.4热载荷的确定

3.5计算模型

3.6材料计算参数

3.7对实际工艺进行分析

3.8不同焊接因素对端墙变形的影响

第四章结论

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的论文

附录 各种因素作用下的焊接变形图片