高速列车框架焊接的双椭圆柱高斯分布热源模型

发布时间：2017-07-04 21:04

  本文关键词：高速列车框架焊接的双椭圆柱高斯分布热源模型

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【摘要】：根据高速列车车体结构焊接工艺特点,分析并改进常用高斯热源,提出适用于铝合金惰性气体保护焊接(MIG)的双椭圆柱-高斯分布热源模型.该热源模型基于焊接速度移动,形成的熔池表面为双椭圆形状,热流密度沿厚度方向均匀分布,在径向呈高斯-双椭圆分布.基于热源模型的数学表达,以有限元方法实现了热机耦合的焊接过程仿真,与薄板试验结果比较,温度场分布与降低趋势较好地吻合;拉应力峰值出现在熔合线和热影响区,仿真值、试验值分别为88.8,85 MPa.结果表明,该热源模型有效地模拟焊接温度场时域上的变化过程,准确地预测结构变形、残余应力分布规律,应用于高速列车头车框架结构焊接工艺优化及残余应力评估,为高速列车焊接质量控制及焊接工艺参数选择提供理论指导.
【作者单位】： 北京交通大学机械与电子控制工程学院;中国铁道科学研究院铁道建筑研究所;
【关键词】： 高速列车 焊接 热源模型 有限元
【基金】：国家自然科学基金面上项目(51475036) 中央高校基本科研业务费重点项目(2012JBZ004)
【分类号】：U270.6;TG44
【正文快照】： 0序言高速列车车体结构主要以大型铝合金板材、挤压型材焊接而成.由焊接工艺造成工件的残余应力和变形会降低产品精度,影响焊接结构的制造和使用性能.因此对于焊接残余应力与热变形的控制成为高速车体制造工艺的重要课题[1].有限元仿真技术已经被广泛应用于焊接问题的研究中.F

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