基于弹塑性理论及数值仿真的市域铁路动车组铝合金车体侧墙焊接变形趋势预测

U270.6%U239.5; [目的]目前,铝合金车体焊接变形一直是市域铁路动车组制造过程中的痛点,而传统预测与控制变形的方法大多依据以往经验方法及实车试错的结果,收效不佳.因此,有必要采用数值仿真手段,对市域铁路动车组铝合金车体侧墙焊接的变形趋势进行预测.[方法]在简述试验材料的基础上,阐述了基于热弹塑理论及ABAQUS有限元分析软件的车体侧墙焊接变形数值仿真计算方法.在保证与计算具有相同工装分布位置、压力载荷及边界条件等情况下,同步进行了车辆侧墙的实车组焊试验.分别对反装焊后、正装焊后2个试验阶段车体侧墙的仿真变形量和实测变形量进行了对比.选取了 4个反变形量(8 mm、10 mm、12...

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Published in城市轨道交通研究 Vol. 28; no. 2; pp. 42 - 47
Main Authors 王亚男, 刘松, 耿明, 康丽齐, 高雅, 郭春成, 严格格
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中车长春轨道客车股份有限公司工程技术中心,130062,长春 2025
Subjects
carbody sidewall
市域铁路动车组
焊接变形
welding deformation
车体侧墙
数值模拟
city railway EMU
numerical simulation
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ISSN1007-869X
DOI10.16037/j.1007-869x.2025.02.009

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Summary:U270.6%U239.5; [目的]目前,铝合金车体焊接变形一直是市域铁路动车组制造过程中的痛点,而传统预测与控制变形的方法大多依据以往经验方法及实车试错的结果,收效不佳.因此,有必要采用数值仿真手段,对市域铁路动车组铝合金车体侧墙焊接的变形趋势进行预测.[方法]在简述试验材料的基础上,阐述了基于热弹塑理论及ABAQUS有限元分析软件的车体侧墙焊接变形数值仿真计算方法.在保证与计算具有相同工装分布位置、压力载荷及边界条件等情况下,同步进行了车辆侧墙的实车组焊试验.分别对反装焊后、正装焊后2个试验阶段车体侧墙的仿真变形量和实测变形量进行了对比.选取了 4个反变形量(8 mm、10 mm、12 mm及15 mm),对正装焊后不同反变形量下车体侧墙的最大仿真变形量、最大实测变形量进行了对比.[结果及结论]仿真计算结果与实车测量结果在数值上较为相近,二者的偏差小于30％.反装焊后车体侧墙的最大仿真变形量为16.31 mm,最大实测变形量为17.00 mm.正装焊后车体侧墙的最大仿真变形量为4.10 mm,最大实测变形量为5.50 mm.车体侧墙反变形量的最优值为12 mm,此时车体侧墙的焊后变形量最小.
ISSN:1007-869X
DOI:10.16037/j.1007-869x.2025.02.009