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焊接残余应力对动车组铝合金车体疲劳强度的影响

卢耀辉  张德文  赵智堂  刘俊杰  卢川  
【摘要】:采用热-弹塑性法和固有应变法计算了动车组铝合金车体对接接头的残余应力,并进行了对比,以验证采用固有应变法计算残余应力的合理性;建立了车体的板壳有限元模型,参照标准《铁路应用—铁路车辆车体的结构要求》(EN 12663),确定车体服役状态的疲劳载荷工况,采用惯性释放法计算了车体有无残余应力的疲劳强度;根据最大主应力原则,将车体多轴应力转化为单轴应力,得到焊缝和母材关注点的平均应力和应力幅值;结合铝合金车体材料性能参数绘制了Goodman疲劳曲线,计算了每个关注点的可靠性安全系数,分析了残余应力对车体疲劳强度的影响。分析结果表明:焊接残余应力对母材关注点影响不大,其可靠性安全系数降幅小于5%;焊缝关注点的平均应力增加量可达25 MPa,其可靠性安全系数降幅超过50%,最大为54%,使得车体容易疲劳失效;残余应力对焊缝关注点最大主应力的方向有明显的改变。

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