不锈钢地铁枕梁激光-MAG复合焊接变形的数值模拟
发布时间：2022-02-05 00:19
高速列车整体结构中有许多大型部件利用到焊接技术,例如牵引梁、枕梁部分。它们的结构都很复杂,空间体积大、需要焊接的部位数量较多。焊接过程中残留下来的变形会直接影响它们的服役性能以及产品的外观质量。焊接变形的预测和控制是城市轨道车辆生产制造商急需攻克的重要难题。本文的研究对象是SUS301L-MT不锈钢地铁枕梁,采用法国ESI集团针对焊接模拟专门开发的SYSWELD模拟软件,对枕梁结构进行焊接残余变形的数值模拟预测分析。本文主要研究工作包括如下:首先针对枕梁结构提取主要的五种插接接头,然后对其进行焊接和瞬态模拟分析,获得实际焊缝形貌和模拟焊缝形貌,完成复核热源校核工作。其次利用校核后热源对着五种主要接头进行瞬态分析,提取固有应变值。最后,利用获得的固有应变值完成了枕梁实际焊接变形模拟分析和各优化方案下枕梁焊接变形模拟分析。模拟分析结果表明:枕梁在实际工艺下X向收缩变形大小为2.28mm;Y向收缩变形值为0.58mm;X向弯曲变形量为4.66mm;Y向弯曲变形为0.61mm;盖板边缘的角变形量为1.58mm;侧立板边缘角变形2.09mm。其中X向弯曲变形模拟结果与实际测量结果的相对误差为11...
【文章来源】：西南交通大学四川省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 焊接残余变形的预测和控制
1.2.1 预测焊接残余变形的方法
1.2.2 控制焊接残余变形的措施
1.3 激光复合焊技术概述
1.3.1 激光复合焊接研究
1.3.2 激光-MAG复合焊工作原理
1.3.3 激光-MAG复合焊接技术优点
1.4 焊接数值模拟技术
1.4.1 国内外焊接技术模拟的进展
1.4.2 焊接模拟中的难点及发展趋势
1.5 本文的主要研究内容
第2章 焊接模拟有限元理论和软件介绍
2.1 焊接数值模拟热力学理论
2.1.1 热传导
2.1.2 热对流
2.1.3 热辐射
2.2 焊接模拟常用热源模型
2.2.1 面热源
2.2.2 体热源
2.3 瞬态模拟有限元法理论
2.4 固有应变分析法
2.5 焊接模拟软件简介
第3章 枕梁典型接头焊接及热源校核
3.1 枕梁结构组成
3.2 典型接头的提取
3.3 实验设备
3.4 焊接实验
3.4.1 焊接工艺
3.4.2 不同类型接头的焊缝形貌
3.5 热源校核
3.6 本章小结
第4章 新型地铁枕梁焊接变形及仿真
4.1 枕梁焊接工艺
4.2 有限元模型
4.3 枕梁约束条件
4.4 固有应变的提取
4.5 固有应变法的验证
4.6 枕梁焊接变形分析
4.7 本章小结
第5章 新型地铁枕梁焊接工艺优化
5.1 焊接约束优化
5.2 焊接顺序优化
5.3 本章小结
结论
展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]列车转向架侧梁焊接温度场的数值模拟[J]. 张宏阁,曹源. 电焊机. 2015(01)
[2]焊接数值模拟中热源的选用原则[J]. 谷京晨,童莉葛,黎磊,王立,尹少武,白世武. 材料导报. 2014(01)
[3]TA15合金激光焊接熔池形貌及温度场分析[J]. 黄松,杜学铭. 焊接. 2012 (12)
[4]基于FLUENT的7022铝合金搅拌摩擦焊接过程数值模拟与分析[J]. 董学伟,黎向锋,左敦稳,汪洪峰,王吉胜,董春林,李光. 机械制造与自动化. 2011(04)
[5]高能束焊接数值模拟可变新型热源模型的建立[J]. 杨建国,陈绪辉,张学秋. 焊接学报. 2010(02)
[6]激光-MIG复合焊接2A12铝合金工艺和接头性能[J]. 严军,高明,曾晓雁. 中国有色金属学报. 2009(12)
[7]激光焊接技术在一汽大众迈腾车身制造中的应用[J]. 韩立军. 金属加工(热加工). 2008(08)
[8]论焊接件变形的结构和工艺分析[J]. 张志伟. 机械研究与应用. 2007(03)
[9]厚板铝合金YAG-MIG复合焊接温度场数值模拟[J]. 姜幼卿,辜磊,刘建华. 焊接学报. 2006(06)
[10]高能束焊接数值模拟中的新型热源模型[J]. 吴甦,赵海燕,王煜,张晓宏. 焊接学报. 2004(01)
博士论文
[1]激光+GMAW-P复合热源焊焊缝成形的数值模拟[D]. 胥国祥.山东大学 2009
硕士论文
[1]基于SYSWELD管板焊结构焊接变形的数值模拟[D]. 孙令飞.山东大学 2017
[2]城市轨道交通列车运行调整问题建模与算法设计[D]. 黄金成.西南交通大学 2017
[3]301L不锈钢窄间隙激光填丝焊与激光-MAG复合焊技术研究[D]. 杨瑞欣.西南交通大学 2017
[4]转向架构架侧梁的焊接变形数值模拟研究[D]. 王秋实.西南交通大学 2017
[5]牵引梁激光复合焊焊接变形数值模拟[D]. 梁勇.西南交通大学 2017
[6]新型地铁端部底架枕梁焊接变形的数值模拟[D]. 黄菁婧.西南交通大学 2016
[7]基于ABAQUS平台对铝合金焊接变形和应力的数值模拟及研究[D]. 马锋.重庆交通大学 2016
[8]车身薄板件焊接变形CAE分析与工艺优化研究[D]. 周玉雷.湖南大学 2015
[9]基于形状精度的车门焊接仿真分析研究[D]. 王良涛.湖南大学 2014
[10]大型构件多层多道焊焊接变形数值模拟[D]. 朱忠尹.西南交通大学 2013
本文编号：3614213
【文章来源】：西南交通大学四川省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 焊接残余变形的预测和控制
1.2.1 预测焊接残余变形的方法
1.2.2 控制焊接残余变形的措施
1.3 激光复合焊技术概述
1.3.1 激光复合焊接研究
1.3.2 激光-MAG复合焊工作原理
1.3.3 激光-MAG复合焊接技术优点
1.4 焊接数值模拟技术
1.4.1 国内外焊接技术模拟的进展
1.4.2 焊接模拟中的难点及发展趋势
1.5 本文的主要研究内容
第2章 焊接模拟有限元理论和软件介绍
2.1 焊接数值模拟热力学理论
2.1.1 热传导
2.1.2 热对流
2.1.3 热辐射
2.2 焊接模拟常用热源模型
2.2.1 面热源
2.2.2 体热源
2.3 瞬态模拟有限元法理论
2.4 固有应变分析法
2.5 焊接模拟软件简介
第3章 枕梁典型接头焊接及热源校核
3.1 枕梁结构组成
3.2 典型接头的提取
3.3 实验设备
3.4 焊接实验
3.4.1 焊接工艺
3.4.2 不同类型接头的焊缝形貌
3.5 热源校核
3.6 本章小结
第4章 新型地铁枕梁焊接变形及仿真
4.1 枕梁焊接工艺
4.2 有限元模型
4.3 枕梁约束条件
4.4 固有应变的提取
4.5 固有应变法的验证
4.6 枕梁焊接变形分析
4.7 本章小结
第5章 新型地铁枕梁焊接工艺优化
5.1 焊接约束优化
5.2 焊接顺序优化
5.3 本章小结
结论
展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]列车转向架侧梁焊接温度场的数值模拟[J]. 张宏阁,曹源. 电焊机. 2015(01)
[2]焊接数值模拟中热源的选用原则[J]. 谷京晨,童莉葛,黎磊,王立,尹少武,白世武. 材料导报. 2014(01)
[3]TA15合金激光焊接熔池形貌及温度场分析[J]. 黄松,杜学铭. 焊接. 2012 (12)
[4]基于FLUENT的7022铝合金搅拌摩擦焊接过程数值模拟与分析[J]. 董学伟,黎向锋,左敦稳,汪洪峰,王吉胜,董春林,李光. 机械制造与自动化. 2011(04)
[5]高能束焊接数值模拟可变新型热源模型的建立[J]. 杨建国,陈绪辉,张学秋. 焊接学报. 2010(02)
[6]激光-MIG复合焊接2A12铝合金工艺和接头性能[J]. 严军,高明,曾晓雁. 中国有色金属学报. 2009(12)
[7]激光焊接技术在一汽大众迈腾车身制造中的应用[J]. 韩立军. 金属加工(热加工). 2008(08)
[8]论焊接件变形的结构和工艺分析[J]. 张志伟. 机械研究与应用. 2007(03)
[9]厚板铝合金YAG-MIG复合焊接温度场数值模拟[J]. 姜幼卿,辜磊,刘建华. 焊接学报. 2006(06)
[10]高能束焊接数值模拟中的新型热源模型[J]. 吴甦,赵海燕,王煜,张晓宏. 焊接学报. 2004(01)
博士论文
[1]激光+GMAW-P复合热源焊焊缝成形的数值模拟[D]. 胥国祥.山东大学 2009
硕士论文
[1]基于SYSWELD管板焊结构焊接变形的数值模拟[D]. 孙令飞.山东大学 2017
[2]城市轨道交通列车运行调整问题建模与算法设计[D]. 黄金成.西南交通大学 2017
[3]301L不锈钢窄间隙激光填丝焊与激光-MAG复合焊技术研究[D]. 杨瑞欣.西南交通大学 2017
[4]转向架构架侧梁的焊接变形数值模拟研究[D]. 王秋实.西南交通大学 2017
[5]牵引梁激光复合焊焊接变形数值模拟[D]. 梁勇.西南交通大学 2017
[6]新型地铁端部底架枕梁焊接变形的数值模拟[D]. 黄菁婧.西南交通大学 2016
[7]基于ABAQUS平台对铝合金焊接变形和应力的数值模拟及研究[D]. 马锋.重庆交通大学 2016
[8]车身薄板件焊接变形CAE分析与工艺优化研究[D]. 周玉雷.湖南大学 2015
[9]基于形状精度的车门焊接仿真分析研究[D]. 王良涛.湖南大学 2014
[10]大型构件多层多道焊焊接变形数值模拟[D]. 朱忠尹.西南交通大学 2013
本文编号：3614213
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