铝管也可以做轨道列车的焊接研究   本世纪以来我国城市化进程日益推进,具有节能、快捷和大运量特征的城市轨道交通工具愈加受到众多城市的关注,同时对轨道车辆产品的质量和安全性也提出了更高的要求。铝合金具有密度小、焊接性好、耐腐蚀性能等优点,使其成为轨道列车普遍使用的金属材料,但作为焊接材料,在结构设计和制造过程中存在着焊接残余变形和焊接疲劳两大问题。同时研究了工艺参数譬如焊接速度、焊接电流对焊接变形的影响。其次,对城市轨道铝合金列车司机室处侧墙的焊接变形进行仿真模拟。利用八节点六面体网格对侧墙模型进行精准建模,并利用移动的双椭球热源来模拟MIG自动焊过程。同时设计了三种不同的焊接顺序,量化对比了不同焊接顺序下的仿真结果。结果表明,不同的焊接顺序对侧墙焊后变形具有一定影响,且由外侧向内侧的焊接顺序能更好的控制侧墙焊后变形。在铝合金车体中,侧墙作为连接顶棚与底架最主要的结构,在焊接过程中由于热输入的不均匀变化,在焊接接头处会产生残余应力,从而造成焊接变形,而焊接变形过大则会严重影响车体组焊工序。因此焊接变形的预测与控制是车体研发前期需要重点考虑的方面,同时焊接接头作为车体中最容易发生疲劳破坏的结构,需要对其疲劳强度进行合理的预测,以确保车体设计的可靠性。从焊接质量的角度而言,焊接变形的控制好坏直接决定焊接质量,而焊接质量则是影响焊接疲劳强度的关键因素。本文研究内容如下:首先,利用ABAQUS软件对铝合金薄板焊接过程进行了温度场、应力应变场的数值仿真,采用生死单元技术模拟焊接填料过程,输出的温度场验证了 ABAQUS平台进行焊接仿真的可行性。经过上述一系列关于铝合金焊接过程的分析,为铝合金侧墙焊接工艺参数的确定提供工程指导,同时为铝合金型材对接接头的抗疲劳设计提供数据支撑。然后,采用固有应变法对侧墙有限元模型进行焊接变形预测,并与热—弹—塑性法输出的结果进行对比。结果表明,两种方法输出结果有些差异,但在误差允许范围内,验证了固有应变法能预测焊接变形大幅度降低计算规模,同时也能够保证结果的正确性。最后,取车体侧墙两块型材板进行疲劳强度分析计算,通过参考实际试验,利用等效结构应力法预测侧墙对接接头疲劳强度,对模型进行不同载荷下的疲劳寿命计算,最后得出侧墙中对接接头的疲劳极限强度为25.4MPa。