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B型铝合金地铁牵引缓冲梁焊接工艺模拟分析与研究
| 论文题名： | B型铝合金地铁牵引缓冲梁焊接工艺模拟分析与研究 |
| 关键词： | 地铁车辆;牵引缓冲梁;焊接工艺;数值模拟 |
| 摘要： | 焊接是非常重要的一种制造工艺，广泛应用于车辆制造、造船、航空等工业领域，是制造业不可或缺的一部分。但在焊接过程中会产生一定的焊接缺陷，既降低了产品的安全、可靠性，也会增加成本。 针对地铁牵引缓冲梁焊接中存在的残余应力对列车性能和质量产生的影响问题，本文使用Simufact.welding软件，对B型铝合金地铁车体底架中的牵引缓冲梁进行焊接数值模拟分析。 本课题的主要研究内容有： 首先，为了解决壳体单元仿真结果误差大的问题，对牵引缓冲梁结构用六面体单元进行建模来获取有限元模型；为了解决高温下材料性能突变的问题，利用JMatPro软件建立牵引缓冲梁焊接过程中所需材料的数据库。 然后，针对牵引缓冲梁多道焊的结构特点，基于热弹塑性有限元法对实际工况下4种焊接接头分别创建有限元模型，对4种有限元模型提取平均热循环曲线来代替双椭球热源模型，通过模拟计算可以证明该行为的可行性。 最后，利用Simufact.welding软件对有限元模型进行焊接模拟分析，求出焊接的温度场和应力场。为了找到更加优秀的焊接方案，对焊接仿真不同的焊接顺序和焊接工艺设计正交试验，交叉比较焊接后的仿真结果。通过对比发现新的焊接方案焊接变形减小了13.1%，最大残余应力减小了6.3%，满足目标要求。 该研究比较准确地模拟了实际生产中焊接应力的变化情况，为地铁牵引缓冲梁的焊接提供了技术支持，对提高地铁的焊接质量有重要意义，对一些大型结构的焊接件的仿真也具有一定的指导意义。 |
| 作者： | 程虎 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 沈精虎 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 青岛大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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