地铁转向架焊接残余应力的振动消除模拟研究
时间:2018-11-16 11:37 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 摘要本文通过有限元计算，模拟分析了采用振动时效消除地铁转向架焊接残余应力的关键工艺问题。通过数值分析，得到了某型号转向架的固有频率及振型；模拟了不同的激振位置、激励力、激励频率及转向架不同的约束方式下关键点的应力应变响应。本文的研究成果为该工艺的设计奠定了理论基础。30301 关键词 转向架 残余应力 振动消除 毕业设计说明书（毕业论文）外文摘要 Title Metro bogie vibration welding residual stress elimination Simulation Abstract This article is calculated by finite element simulation analyzes the key technological issues VSR eliminate metro bogies welding residual stress. Through numerical analysis, has been a model truck natural frequency and vibration mode; excitation to simulate the different positions, stress excitation force, the excitation frequency and bogie way different constraints strain response of key points. Design for the results of this research process has laid a theoretical foundation. Keywords Bogie residual stress vibration to eliminate 目 次 1 绪论 1 1.1 残余应力研究状况 1 1.2 振动时效的发展及前景 1 1.2.1 振动时效工艺的国内研究状况 1 1.2.2 振动时效工艺的国外研究状况 1 1.3 地铁转向架内焊接残余应力研究 2 1.4 本论文的主要研究内容 2 2 振动时效原理分析 3 2.1 振动时效原理 3 2.2 振动时效工艺 3 2.3 振动时效的评测 5 3 转向架的有限元分析计算 5 3.1 模型建立 5 3.2 模态分析 8 3.3 谐响应分析 13 3.4 本章小结 39 结论 40 致谢 42 参考文献 43 1 绪论 1.1 残余应力的研究状况 残余应力是将产生应力的各种外部因素消除后，物体内部依然存在并保持自身的平衡的内应力[1]。 机械方法和物理方法是残余应力测量的两种主要方法。机械方法即是对构件进行先破坏后测量的方法，例如切条法，盲孔法等。而物理法则是非破坏性测量，例如常用的电磁测量法和超声波测量法。 残余应力的消除，即是通过机械法或物理法来降低或消除工件残余应力的过程。目前使用较频繁的方法有：自然时效法、热时效法、振动时效法。 1.2 振动时效的发展及前景 1.2.1 振动时效工艺的国内研究状况 1.2.2 振动时效工艺的国外研究状况 1.3 地铁转向架内焊接残余应力研究 焊接是一种给工件局部加热或加压手段，有时添加填充材料，有时候不添加填充材料，将几种不同的构件连接在一起的加工工艺[10]。在焊接时，由于焊接区域的温度会骤升，从而使得该区域的材料会发生些微的融化，接着在突然地冷却下就会产生焊接残余应力，另外，若构件加固较紧，那么在焊接后的应力也就会相应的变大，相反的，如果对构件不进行约束或是固紧的话，那么焊接后的应力就会相当小[11]。 对于地铁来说，转向架是特别重要的部件，塔控制着列车的前进方向，对列车的平稳运行以及安全性能有着特别重要的作用。转向架是将众多的横梁构件焊接在一起形成得到，那么相应的，其中存在的焊接残余应力是相当大的，至少是不容忽视的。而在如此大的应力作用下，再加上转向架承受的巨大载荷，那么在相当大的可能性下，转向架会产生疲劳强度失效，从而给列车运营带来巨大的危害。因此，研究并尽量消除转向架中的焊接残余应力就成为了各大高校及相关企事业单位义不容辞的责任。但就目前来说，我国在这方面的研究并不是很领先，其一是研究资料比较少，另外是由于我国的振动时效工艺并未能够与国际技术接轨。 (责任编辑：qin) |