转向架构架T型接头焊接温度场与应力场数值模拟

转向架构架T型接头焊接温度场与应力场数值模拟

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文集编号: 2015012806434

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文档介绍

焊接过程是一个非常复杂的过程,它涉及到电、热、力、金属相变等方面的内容,如果通过计算机数值模拟能够准确的模拟出焊接过程中的各种现象,对焊接结构的设计,材料的选择和焊接工艺的优化有着非常重要的意义。转向架构架是转向架的重要部件,为保证列车的使用安全和运行品质,要求转向架构架既要有足够的强度和刚度,又要有适当的弹性、良好的抗冲击性能及耐疲劳性能。构架中焊接接头以T型接头为主,焊接结构中最常见的接头形式是T型接头,但目前在T型接头焊接方面的数值模拟研究相对较少。在实际生产中,大型结构一般采用焊接方法进行加工制造,因此焊接质量的好坏直接影响着产品的质量,进而对企业的经济效益和使用者的生命安全起到非常重要的作用。本文主要做了如下几个方面的研究工作:1.在Hypermesh中建立有限元分析模型。考虑到随温度的变化材料的性能参数也将发生改变,对有限元模型进行网格划分时采用分区的方式,焊缝区和近焊缝区采用较小的网格,远离焊缝区的由内至外网格逐渐增大。通过一定的方法选择了恰当的时间步长,并引用生死单元技术。2.本文对温度场和应力场之间的耦合,采用的是间接耦合方法对其进行模拟分析计算,先对温度场进行模拟计算,将计算出的准确的结果保存,再将温度场结果以载荷的形式施加到应力场中进行应力场的模拟计算。3.温度场结果分析给出了加热和冷却过程中不同时刻温度分布图,以及加热过程中焊缝中心线不同时刻温度的变化趋势。应力场分析结果给出了加热和冷却过程中不同时刻的应力分布图,以及加热过程中焊缝中心点横向应力和纵向应力的变化曲线。通过对计算结果的分析得到变化规律,为焊接结构的工艺设计提供参考依据。

文档标签: 应用力学
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