不锈钢车体激光焊连接的模拟方法及强度评估

采用有限元分析方法研究不锈钢车体侧墙激光焊连接的模拟方法与强度分析问题。首先,分别建立实体单元、薄壳单元及梁单元模拟半熔透搭接激光焊连接强度的分析模型,以及梁单元模拟不同焊缝长度的分析模型,并在相同计算条件下,通过对比分析确定了适用于复杂结构激光焊连接强度分析的焊缝单元类型;其次,基于GB/T 37778—2019和接头疲劳试验数据及不同焊缝长度模型的分析结果,总结适用于复杂结构激光焊连接静强度与疲劳强度的评估方法;再次,建立某弧焊-点焊-激光焊的不锈钢车体结构强度分析模型;最后,在EN 12663-1:2010+A1:2014规定的静态与动态载荷工况作用下,分析不锈钢车体侧墙激光焊连接强度。结果表明:AW3状态车钩压缩工况的车体侧墙中部上边梁区域的激光焊梁单元的最小安全系数为1.03;车体侧墙激光焊区域的梁单元的计算剪应力变化范围均远低于106次和107次的疲劳强度值,侧墙激光焊连接疲劳强度冗余大。

不锈钢车体非熔透激光搭接焊热源模型

用激光搭接焊取代电阻点焊是解决不锈钢车体表面质量和密封性问题的理想方法,但在不锈钢车体非熔透型激光搭接焊工艺试验过程中,发现在常用的激光焊接工艺参数范围内,搭接接头的熔池形状近似花瓶状,不同于通常情况下热导焊时呈碗状和深熔焊时呈钉形.为此,基于ABAQUS有限元分析软件,分别对高斯热源、高斯热源+柱体热源、三维正锥体热源+三维倒锥体热源+半椭球热源等不同热源模型下激光焊接温度场进行了数值模拟.结果表明,采用三维正锥体热源+三维倒锥体热源+半椭球热源的组合模式下获得的熔池形状与试验结果拟合良好.

基于等效结构应力的不锈钢车体点焊接头疲劳寿命预测

采用等效结构应力法研究不锈钢车体点焊接头疲劳寿命.首先,在研究点焊接头的失效模式、结构应力计算方法的基础上,归纳总结了基于等效结构应力法进行点焊接头疲劳寿命预测的技术路线;其次,建立某不锈钢车体包括点焊接头在内的有限元模型,依据EN12663-1∶2010标准中提供的车体疲劳载荷谱,分析了主横梁与底架边梁区域的点焊接头结构应力分布规律,并对这些焊点进行了寿命预测;最后,采用改变焊点数量和布置及增加板厚的方式,使点焊接头疲劳寿命提高了3.87E+06.

城市轨道车辆不锈钢车体的研发

介绍了城轨车辆轻量化不锈钢车体的发展、研制概况 ,及其车辆外板、骨架结构及不锈钢材的特点。以天津滨海线不锈钢车的研发实例 ,介绍了该类车的主要技术指标及关键技术。车体结构的无涂装、免维修、轻量化及耐腐蚀能力强等特点 。

轻型不锈钢车体结构研究

介绍了不锈钢车体的性能 ,分析了不锈钢车体结构设计的关键技术 ,讨论了轻型不锈钢车体结构。我国应首先解决不锈钢型材的配套问题 ,并制定相应的技术规范 。

城市轨道车辆不锈钢车体结构优化探索

从城市轨道车辆不锈钢车体的设计与工艺特点出发,考虑轻量化、模块化、高强度、高可靠性的要求,对不锈钢车体分部类进行结构优化,探索适合我国国情的城市轨道车辆不锈钢车体的合理结构形式。

地铁不锈钢车体静强度计算及模态分析

简要介绍有限元强度计算和模态分析的相关理论,应用有限元分析软件ANSYS,建立地铁动车不锈钢车体结构的有限元分析模型,确定有限元模型的计算载荷和评定标准,计算车体在给定工况下的静强度,以及整备状态下的固有频率和振型。结果表明,车体静强度及刚度在各运用工况下都能满足相关标准要求。

不锈钢车体的焊接工艺及发展

从不锈钢车体的设计结构和焊接特点出发,介绍了不锈钢车体的焊接工艺;结合国内外新兴焊接技术的发展,阐述和展望了不锈钢车体制造的新工艺。

城轨不锈钢车体制造焊接工艺研究

本文介绍了不锈钢车体制造中应用电阻焊、激光焊、MAG及TIG焊等焊接工艺,并分析了车体各部件在制造过程中应用焊接工艺的特点及合理性。

激光叠焊工艺在轨道车辆不锈钢车体中的应用研究

本文介绍了采用部分熔透激光叠焊工艺替代电阻点焊工艺进行不锈钢车体制造,解决点焊车体存在的相关问题。研究不锈钢车体部分熔透激光叠焊接头性能分析、焊接质量检测技术、车体结构设计等内容,并与点焊进行对比分析。经试制、静强度测试等试验,结果表明激光叠焊不锈钢车体满足EN12663强度标准要求,激光叠焊不锈钢车体市场前景很好,激光叠焊工艺将是不锈钢轨道车辆制造技术的变革。

地铁不锈钢车体侧墙点焊结构优化

从地铁不锈钢车体的强度分析入手,探索侧墙结构焊点剪力的分布规律,对焊点数量和布局进行优化设计,形成侧墙焊接结构的优化方案,并采用累积损伤法进行疲劳寿命校核。优化后的车体结构,焊接效率大幅度提高,剪力分布更加合理,疲劳性能也得到极大改善。实际运用情况表明,优化效果良好。

谈地铁不锈钢车体及其国产化问题

从不锈钢车的发展史、结构工艺特点及经济性的角度 ,分析了国外地铁不锈钢车产量上升的原因 ,并探讨地铁不锈钢车体的国产化问题。

城轨车辆轻量化不锈钢车体有限元分析

根据城轨轻量化不锈钢车体的实际结构,建立车体有限元模型;参考国内外城轨车辆技术标准,确定计算载荷,进行车体应力计算及模态分析,并将计算与试验结果对比,提出改进建议。

不锈钢车体的工装化应用

针对城市轨道交通车辆采用的不锈钢材质,就不锈钢车体工艺性能研究和工装设计问题,阐述了不锈钢车体及大部件制造的工装化应用技术,列举了工装化的实施成效,并对不锈钢车体大部件的典型工装作了介绍。

轨道车辆不锈钢车体点焊机器人编程技术研究

结合全自动点焊机器人的工作原理,介绍了点焊机器人在轨道车辆不锈钢车体中的工程化应用。通过将设备、工装、工件集成于三维工作环境,利用Rob-CAD离线编程软件模拟焊接位置和运行路径,生成点焊程序,实现点焊机器人的自动控制。通过现车产品验证进一步优化点焊程序,实现了轨道车辆不锈钢车体的自动化生产,提高了生产效率及不锈钢车体的制造工艺水平。

国内外不锈钢车体点焊、弧焊缝疲劳机理与评估研究

基于不锈钢车体的研发生产过程,分析阐述了疲劳中最为关键的点焊、弧焊缝的疲劳机理。对比分析了国外相关标准中点焊、弧焊缝疲劳评估方法,并依据标准阐述了具体接头类型的评估。

Q6W型低地板轻轨车不锈钢车体设计

根据现行城市轻轨车辆不锈钢车体的设计要求，并综合考虑了车体在模块化、轻量化、强度和刚度等方面的问题，采用各种不锈钢型材，改进了原Q6W型车体结构，提出Q6W型不锈钢车体的设计方案；用ANSYS分析软件对改进方案进行计算、分析和校验，结果表明被选方案不仅达到了使车体质量减轻20％以上的目标，而且在其他方面都达到了相应的技术要求。

轨道车辆不锈钢车体焊点强度评估方法研究

结合国际标准和接头疲劳试验及有限元模型,研究在设计阶段不锈钢车体焊点强度的快速评估.首先,对比分析英国标准EN 15085-3:2007和美国AWS C1.1M/C1.1-2000标准中基本金属的强度、板厚及焊核直径对焊点最小剪切力的影响;然后,对某出口不锈钢超载状态车体承受纵向压缩时,考虑到车体结构复杂与焊点数量庞大,借助梁单元模拟点焊连接,利用美国标准中的焊点最小剪切力对车体焊点的静强度进行评估.指出该车体底架焊点设计存在问题,需要进一步进行改进焊点设计.接着,分析焊点疲劳强度评估各类方法的特点及适用范围,基于焊点接头疲劳试验数据和利用梁单元的合成剪力变化范围,在超载状态车体承受107次垂向加速度为±0.3 g的循环载荷作用下,对该不锈钢车体焊点进行疲劳评估,车体焊点满足设计要求.

全自动驾驶地铁不锈钢车体静强度和模态分析

根据全自动驾驶地铁不锈钢车体结构特点,简化该车体几何模型,建立相应的有限元模型.基于车体静强度计算标准,确定10种车体结构静强度的计算工况.在这些计算工况作用下,计算车体结构的静强度.计算在最大垂直载荷作用下车体结构刚度,以及车体钢结构模态与整备状态下车体结构模态.计算结果表明全自动驾驶车辆不锈钢车车体结构的刚度、静强度和模态均满足车体结构设计要求.

埃及不锈钢车体焊接结构设计

根据埃及不锈钢车体设计概念的要求,以客车动态包络线为约束条件,采用自顶向下的设计方法,进行车体断面设计和整车的三维设计,不锈钢车体焊接结构的设计符合EN 15085焊接标准,按照标准要求选择车体的母材、焊接材料和设计车体的焊接接头型式。车体各部件和车体总成件工艺性好、焊接变形小,能够满足优美、平滑的车体外形要求。在此基础上,分析车体的静强度计算和试验数据,验证了二等车试验车体的强度符合国际铁路联盟标准UIC 566,满足产品的安全可靠性需求。