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电力机车车体典型部件焊接变形预测研究
| 论文题名： | 电力机车车体典型部件焊接变形预测研究 |
| 关键词： | 电力机车车体;焊接变形;预测模型;固有应变理论 |
| 摘要： | 电力机车车体主要由焊接工序进行制造，车体制造过程中的焊接变形矫正极为耗时费力，对车体的生产效率也有很大的影响。车体焊接变形预测及控制一直是车体制造工作中的一项重要任务。准确的确定车体各零件的下料补偿余量及部件装配时的反变形量是保证车体制造质量的关键，需要对车体典型部件的焊接变形进行较准确的预测。 对于像电力机车车体这样的大型复杂焊接结构的焊接变形预测，目前在制造上主要以经验积累为主，这种方法已不能适应现代化的焊接生产要求。固有应变法使用线弹性有限元代替热弹塑性有限元求解焊接结构的焊接变形，可大大减少求解计算时间，同时又能获得一定的计算精度，对电力机车车体制造具有较大的实用价值。 本文在阐述焊接变形数值模拟的一般方法和原理的基础上，重点阐述了固有应变理论。通过分析整理电力机车车体的典型焊缝及其焊接工艺，建立了车体典型焊缝的参数化模型。在总结现有固有应变理论及应用研究成果上的基础上，提出了车体典型焊缝的固有应变简化计算公式。通过对反映车体典型焊缝特征的焊接接头的热弹塑性分析，同时，结合实验和实测结果，确定了车体典型焊缝固有应变计算简化公式中的修正系数。以此为基础，利用简化公式建立了与固有应变法焊接变形预测软件WELD_STA配套的电力机车车体典型焊缝专用固有应变数据库。在此基础上，阐述了WELD_STA软件预测焊接变形的一般原理和方法，并利用车体专用焊缝固有应变数据库和该软件对车体的典型部件枕梁的焊接变形进行了预测。通过开展枕梁的焊接变形实测验证，把软件的计算结果与枕梁的变形实测结果进行对比，结果表明，软件的计算结果与实测结果能够较好地相吻合。通过开展以上工作，初步验证了车体专用焊缝固有应变数据库的可靠性。 |
| 作者： | 刘海涛 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 方洪渊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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