基于主S-N曲线法的激光-电弧复合焊不锈钢地铁枕梁疲劳研究

发布时间：2020-12-21 03:43

　　我国轨道交通发展迅速,获得了令人瞩目的成果。作为轨道交通的重要一环,地铁车辆也得到了各个经济较为发达城市的大力推广。在地铁车辆的制造中,不锈钢作为一种优良的耐腐蚀高强度合金钢得到了大量的应用。而焊接是地铁车辆的主要制造方法,金属焊接结构面临着一个严峻的问题——疲劳破坏。从而研究地铁用不锈钢材料的疲劳寿命评估方法及理论对不锈钢结构在地铁上的设计和安全使用具有重要的指导意义。首先,本文分析了国内外疲劳寿命评估理论的研究现状,对比分析了名义应力法、热点应力法以及结构应力法的优缺点,并针对基于结构应力的主S-N曲线法进行了深入分析,首先建立不同网格尺寸有限模型计算了T型接头焊趾处的结构应力分布和传统计算应力分布,证明了结构应力法的网格划分不敏感性;其次焊接了SUS301L-HT的试验焊板并进行了疲劳试验,再对疲劳试验数据进行了基于名义应力法的S-N曲线拟合,并对S-N曲线进行了拟合分析和回归分析,分析结果显示应力级和疲劳循环次数间存在着显著的线性关系。其次,利用Sysweld软件输出残余应力分布场的6个分量文件,并使用Matlab程序合成完整的残余应力分布场文件,再导入到Abaqus中进行残余... 

【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】：98 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

热点应力定义热点应力按照热点在板材上的位置和它们相对于焊趾的方向分为两种类型，

图 1-1 热点应力定义照热点在板材上的位置和它们相对于焊趾的方向分为 型为母板表面或者立板的根部的焊趾的热点应力，应立板板边焊趾的热点应力，应力方向平行于立板焊缝

西南交通大学硕士学位研究生论文 第 10 页（3）以地铁用不锈钢材料 SUS301LHT 材料为研究对象，焊接对接试板并制样进行疲劳试验，再分别使用名义应力法和主 S-N 曲线法评估工件的疲劳寿命，并于疲劳试验结果进行对比分析证明主 S-N 曲线法的适用性。（4）建立某地铁枕梁有限元模型并划分带焊缝单元的网格，计算枕梁在多个载荷组合下的静应力，再从静应力结果中提取结构应力参数，计算枕梁关键焊缝的结构应力变化范围，再利用主 S-N 曲线法评估焊缝评估点的疲劳寿命；对某地铁枕梁设计载荷并进行全尺寸疲劳试验，与主 S-N 曲线法对焊缝评估点的疲劳寿命计算结果进行对比验证。1.5.2 技术路线根据本文研究内容和技术方案制定的技术路线如图 1-3 所示。

【参考文献】：
期刊论文
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[4]022Cr17Ni12Mo2不锈钢缺口试样的疲劳寿命预测[J]. 吴启舟,李江华,缑之飞,金丹.  机械工程材料. 2015(12)
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硕士论文
[1]高速动车组铝合金车体焊缝疲劳寿命预测[D]. 鞠盈子.大连交通大学 2013



本文编号：2929121