构架制动横梁焊接变形的数值仿真

针对转向架构架制动横梁焊接过程中存在的变形问题,基于数值仿真平台,研究焊接顺序对焊接变形产生的影响。通过对热弹塑性有限元法计算数据的充分分析,得出最优的焊接顺序方案,为确定合理的焊接变形控制方法提供理论和数据支撑依据,为制动横梁结构优化设计、焊接工艺设计提供有力支持。     

基于变形仿真的平地机铲斗焊接顺序优化

在工程机械焊接过程中,焊接变形不利于结构件制造精度的控制,从而影响机械制造的质量。通过对焊接变形的各种因素进行分析以及对焊后结构件中的残余应力进行变形仿真,利用调整焊接顺序和减少约束等方法来减小焊接变形以及残余应力。结果表明:运用以上方法可有效减小焊接变形,从而满足机械强度、使用性和经济性的要求。     

基于Simufact的标准动车组转向架侧梁焊接变形的数值仿真

针对标准动车组转向架构架侧梁焊接过程中存在的变形,基于Simufact数值仿真平台,研究焊接顺序对焊接变形产生的影响。通过对热弹塑性有限元法计算数据的充分分析,得出最优的焊接顺序方案,为确定有效的焊接变形控制方法提供理论和数据支撑,为构架侧梁结构优化设计、焊接工艺设计提供有力支持。     

装载机后车架大梁焊接顺序优化的数值模拟

利用热弹塑性有限元法及Marc有限元分析软件对材料Q345装载机后车架大梁焊接变形进行了数值模拟计算,建立了分析模型,定量地描述了上、下盖板和左、右腹板的焊接顺序对焊接变形的影响,找出了整体焊接结构的最佳焊接顺序,对预测的最佳焊接顺序下变形模拟值与实际测量值进行了对比分析。结果表明:两者吻合良好,最优与最差的焊接顺序得到的变形量为1.141 mm和2.324 mm,变形量降低了51%,为实际生产提供了可靠的数值预测依据。     

基于遗传算法的箱型结构焊接顺序优化

基于遗传算法原理,建立了箱型结构热-机耦合非线性三维优化仿真模型,以焊接变形为目标函数,进行了焊接顺序数值仿真优化.通过仿真计算优化结果与试验数据比较,证明所提出的优化方法与热-机模型结合是可行的,对于给定的焊接条件,通过选择合适的目标函数,采用遗传算法可以确定最优焊接顺序.这为针对工程具体问题设计焊接工艺提供了可靠的依据.     

基于数值模拟的转向架侧梁焊接顺序优化设计

针对复杂构件焊接变形难以预测的问题,以转向架侧梁结构为例,选取7种重要焊接接头,基于SYSWELD软件进行焊接接头温度场、应力场计算。运用"局部-整体"有限元法提取焊接接头局部模型,导入侧梁整体壳网格模型中,在现有生产工艺条件下设置不同的焊接顺序计算侧梁整体焊接变形。通过计算不同焊接顺序下的侧梁的变形趋势、局部焊接残余应力分布,选取变形小、应力小的最优焊接顺序。该焊接顺序优选方法充分保证了计算准确性,有效降低了仿真计算规模,提高了计算效率,对复杂焊接结构的焊接变形分析、预测和控制提供了理论依据。     

顶板焊接顺序优化减小焊接变形的预测

利用热弹塑性有限元方法对材料Q345大型吊车箱形梁分段的顶板结构焊接变形进行了数值模拟计算,建立了分析模型,定量地描述了纵筋与顶板焊接顺序及横筋与顶板焊接顺序对焊接变形的影响,并按照"与"的关系结合两者的最优化焊接顺序形成整体焊接结构的最佳焊接顺序.对预测的最佳焊接顺序下的变形模拟值和测量值进行了对比.结果表明,两者吻合良好,最优与最差的焊接顺序得到的变形量为15.12和28.47mm,降低了47%,为实际生产提供了可靠的数值预测依据.     

基于FEM的高速列车地板结构焊接顺序优化

借助非线性有限元软件MSC．Marc,模拟了高速列车铝合金挤压型材地板结构在现行工艺条件下的焊接变形．为提高计算精度,采用移动的双椭球热源模型模拟MIG焊接过程,母材6N01和焊丝ER5356两种材料随温度变化的热物理性能参量．结果表明,采用7块铝合金挤压型材拼焊的高速列车地板结构,焊后地板结构在各焊缝位置上沿厚度方向上（Y向）产生正V形的角变形,地板结构纵向中心横截面上最大挠曲变形为14．86mm．在此工作基础上提出由外侧向中心侧对称焊接地板结构的优化方案,焊后变形规律与现行工艺一致,但是横向挠曲变形量仅为现行工艺条件下的78．6％．对于大型复杂构件,可以利用结构自身重力的作用控制焊接变形．     

梳毛机横梁的焊接

安阳皮革厂的梳毛机在使用时,因超载刀架横梁从中间断成两节,造成停产。为尽快恢复生产,来我厂求援进行焊接修复。横梁外形尺寸及断裂情况如图所示,材质为普通灰铸铁。裂纹全长约1000mm,要求焊后横梁的几何尺寸和变形不超过1.5mm,焊缝强度与母材相同。     

焊接顺序对动车组电机吊架焊接残余应力和变形的影响规律研究

电机吊架是高速动车组特有的悬挂驱动装置,动车组转向架上的2台牵引电机是通过电机吊架连接的,随着动车组运行速度的不断提升,对电机吊架在复杂载荷作用下承载能力的要求不断提高。然而电机吊架在焊接成形时焊缝较多,且主要为多道焊,不合理的焊接顺序会导致焊后存在较大的焊接残余应力和变形,对构件的服役过程产生重要影响。因此,焊接顺序的合理设计与优化对控制焊接残余应力和变形起着重要的作用。本文以某型号的高速动车组电机吊架为研究对象,借助有限元数值仿真方法研究不同焊接顺序对其焊接残余应力和变形的影响规律。通过对电机吊架3种不同焊接顺序模拟结果与尺寸公差以及残余应力实测结果的对比分析,得出最优焊接方案,该方案将对动车组电机吊架的实际生产具有一定的指导意义.     

动车组铝合金型材地板焊接变形的数值模拟

采用非线性有限元软件MSC.Marc对动车组地板大型复杂铝合金挤压中空型材结构的焊接过程进行了数值模拟.为了提高计算效率和精度,对结构的有限元模型进行了合理的疏密过度的网格划分,实测了材料随温度变化的热物理-力学性能参数,并采用双椭球体热源模型模拟MIG焊接热源.通过对某型号动车组地板结构焊接后挠曲变形的实际检测,结果证明模拟计算结果与检测数据吻合良好.研究结果证实:基于热-机耦合的有限元法并将材料动态高温性能参数的试验测试数据代入模拟计算的方案,能够为动车组铝合金型材地板焊接结构的焊接变形预测提供高效、高精度的技术手段利用本方法可以实现同类复杂结构焊接变形高精度预测.     

船舶舱壁板焊接顺序设计与仿真

为减小船舶舱壁板焊接变形,开展了焊接顺序设计和有限元仿真验证。将结构横纵骨材所划分的板格设为焊接顺序规划的基本组元,考虑舱壁板整体焊接方向,设计了4种焊接顺序,采用固有应变法对不同顺序下板架焊接变形进行了仿真。结果表明:焊接顺序对舱壁板整体变形和局部变形有显著影响,从中部向两端分别对称施焊,既可减小舱壁板整体弯曲和扭转变形,也可减小局部波浪变形;从两端向中间施焊舱壁板焊接变形最大,在实际生产中不宜采用。     

蜗壳管节组装焊接的数值模拟及工艺优化

焊接残余应力对水轮机蜗壳结构安全性的影响,主要是疲劳强度和脆性断裂,其分布关系到水轮机运行工作的稳定性与安全性。文中在建立GMAW温度场复合焊接热源模型的基础上,采用大型有限元软件ANSYS对蜗壳管节组装焊接的残余应力进行了数值模拟。并通过进一步的分析,提出了蜗壳管节组装焊接的工艺优化方案。     

高速动车组转向架管对接结构焊接缺陷控制

通过对高速动车组转向架横梁管自动化焊接现状的调研,确定常见的缺陷是未熔合和气孔2种焊接缺陷。分析造成未熔合缺陷的主要原因是工艺要求不合理,打底层焊缝清根不彻底。气孔缺陷的产生原因主要是作业过程中对工件的清洁不到位,以及环境温度的影响。根据分析结果,焊制焊接工作试件,探索合理的焊接工艺参数,并将手工打磨清根方式改为机械加工清根。焊前清洁坡口及周围焊接区域,清理层道间污物,通过预热克服环境温度过低等因素的影响,制订了横梁管对接焊缝焊接缺陷控制方案并付诸实际生产。结果显示:焊后探伤合格率由原来的30%提升至94%,避免了以往大量的返修、甚至报废造成的浪费,在保证焊接质量的同时,大幅提升了焊接生产率。     

基于SYSWELD平台激光实时焊接过程数值仿真

基于SYSWELD的焊接分析功能,介绍了用数值方法研究激光动态焊接过程中温度场、应力场、应变场的变化情况。同时对焊接仿真中的热源问题从数学上进行了分析和探讨,在此基础上,结合整个焊接构件的实际工作状况对其仿真结果进行定性分析,有助于焊接工艺方法的改进,其分析方法对焊接领域中类似问题的处理也很有借鉴意义。     

动车组电机吊架补强结构焊接返修仿真研究

针对动车组转向架在长期运营后,车辆高级修过程中发现电机吊架部分部位出现裂纹情况,文中对动车组转向架电机吊架补强结构焊接返修的残余应力和焊接变形规律进行研究,并从焊接顺序和反变形量2个影响因素进行分析,得出结论:不同的焊接顺序对电机吊架焊接残余应力和X方向的变形量影响较大;采用0.5 mm反变形能够有效减小电机吊架Z方向的变形量。综合考虑,文中提供的方案3 (焊接顺序1, 0.5 mm反变形量)为此电机吊架焊接返修的最佳方案。     

焊接顺序对底板结构变形影响的数值研究

利用非线性有限元方法,分别对单、双、三、四个筋板的底板结构的焊接变形进行了数值模拟分析.采用8节点六面体单元建立了疏密过渡的有限元模型,使用随温度变化的材料热-力参量,运用了精度较高的双椭球热源模型以及生死单元的方法,模拟得到了不同焊接顺序下多筋板底板结构焊接横向变形情况,并对结果进行了分析.结果表明,对上述四种结构,每个筋板两侧的焊缝采用先焊接一侧再焊另一侧的方法,与传统的双面角焊缝同时焊接的方法相比,可以减小横向收缩量8％左右;每个筋板两侧采用反向焊接比同向焊接的方法横向变形也有所降低;所有筋板的相同侧同时焊接可以明显减小底板的横向收缩量,这样也可以节省大量的时间成本.     

基于计算机仿真的80MN快锻机上横梁铸造工艺优化

以80 MN快锻机上横梁铸件为研究对象,通过结构工艺研究,分析了铸造过程中容易出现缺陷的部位,利用计算机仿真技术对铸造工艺中的冒口、浇注系统以及冷铁布置进行了优化设计。将优化方案应用于实践,有效降低了缺陷产生,提高了上横梁的力学性能。     

高速动车组转向架管类工件焊接残余应力研究

针对高速动车组转向架管类工件焊接过程中存在的残余应力问题,借助先进的数值仿真技术和手段,研究不同焊接顺序条件下焊接残余应力的分布规律,通过对计算数据的充分分析,对确定合理的工装以及焊接变形控制方法提供理论和数据支撑依据,为构架结构优化设计、焊接工艺设计提供有力支持。