本文關鍵詞：動車鉚釘焊縫連接件強度的有限元分析

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【摘要】：焊接與鉚接等連接件結(jié)構(gòu)在高速列車的安全設計占有非常重要的地位,而連接件的完成質(zhì)量嚴重影響列車的運營安全以及使用壽命。本文中主要針對焊接與鉚接兩種連接方式做研究分析。將高速列車車體車窗部位作為基本研究對象,以熱點應力理論為基礎,利用ANSYS軟件,根據(jù)IIW(國際焊接學會)推薦標準預測高速列車車體關鍵部位應力。使用ABAQUS/Explicit軟件模擬分析鉚釘成形的整個過程。 本文第一章中主要介紹了板料連接在動車設計中的重要性與意義,國內(nèi)外學者的研究現(xiàn)狀,進一步應用熱點應力法預測結(jié)構(gòu)關鍵部位的應力可靠性以及系統(tǒng)地研究影響熱點應力的有限元因素。數(shù)值模擬鉚釘成型的整個工藝過程,對相關的工藝參數(shù)進行設計,給工藝過程提供指導性的建議,通過優(yōu)化相關的工藝參數(shù)與加載過程,提出實際工程應用中鉚釘壓鉚力的施加大小,從而消除工藝過程中可能出現(xiàn)的各種缺陷。 文中二、四章講述針對高速列車車體車窗的焊縫特點判斷熱點類型以及適當?shù)剡x取國際焊接學會推薦的相應的外推方法。采用子結(jié)構(gòu)法提取車窗部位的局部模型,細化網(wǎng)格以達到IIW推薦標準的適用要求,研究網(wǎng)格粗細對于計算結(jié)果的影響,表明熱點應力法具有很強的網(wǎng)格敏感性。對比不同承載條件下插值得到的熱點應力,發(fā)現(xiàn)熱點應力總小于有限元計算結(jié)果von Mises應力。在熱點處單元的應力梯度越大,兩結(jié)果差別越明顯。并對比兩種外推方法,發(fā)現(xiàn)采用兩點外推法或三點外推法計算結(jié)果的差別很小。 第三、五章從理論上分析變截面無頭鉚釘?shù)膲恒T過程,根據(jù)鉚釘成形的變形特點做出模型物理假設,并將壓鉚過程劃分為5個階段。采用拉格朗日與歐拉耦合的方法對無頭鉚釘鉚接過程進行模擬,研究了幾何模型的建模過程、網(wǎng)格劃分、接觸處理、約束條件等處理方法,從計算結(jié)果中了解到鉚釘?shù)淖冃巍Ψ植家约笆┿T力隨時間變化規(guī)律。對比相同鉚釘長度和直徑而鐓頭高度不同的鉚釘成形結(jié)果,發(fā)現(xiàn)鐓頭高度越小,鉚釘變形量越大,所需施鉚力越大,連接質(zhì)量越好。對比相同鉚釘直徑與鐓頭高度而鉚釘長度不同的鉚釘成形結(jié)果,找到鉚釘連接質(zhì)量好并且節(jié)省原料的工藝參數(shù)。
【關鍵詞】：連接件 熱點應力法 IIW推薦標準 鉚釘成形 壓鉚力
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：U270.6;TH131.1;TG404
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 引言9-10
• 1.2 選題的背景與意義10-11
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3.1 焊接結(jié)構(gòu)疲勞評定研究進展11-13
• 1.3.2 鉚接結(jié)構(gòu)疲勞評定研究進展13-14
• 1.4 主要研究內(nèi)容14-16
• 2 熱點應力法研究16-22
• 2.1 熱點應力的定義16-17
• 2.2 熱點應力的測定17-18
• 2.3 熱點的類型18
• 2.4 基于表面外推的熱點應力法18-21
• 2.5 本章小結(jié)21-22
• 3 鉚釘成型原理與分析方法22-28
• 3.1 現(xiàn)有鉚接方法22-23
• 3.2 鐓頭成形過程23-25
• 3.3 影響鉚接成形的因素25-26
• 3.4 鉚釘成形的物理假設26-27
• 3.5 本章小結(jié)27-28
• 4 熱點應力法在高速列車應用中的討論28-34
• 4.1 模型描述28-29
• 4.2 熱點及參考點的選取29
• 4.3 熱點應力結(jié)果討論29-33
• 4.3.1 網(wǎng)格敏感性分析29-31
• 4.3.2 不同工況下應力對比31-32
• 4.3.3 兩點外推法32-33
• 4.4 本章小結(jié)33-34
• 5 鉚接變形的有限元分析34-49
• 5.1 壓鉚過程的物理模型34-35
• 5.2 壓鉚過程的階段劃分與受力分析35
• 5.3 鉚釘成形的數(shù)值模擬35-48
• 5.3.1 模型描述35-40
• 5.3.3 模擬結(jié)果40-48
• 5.4 本章小結(jié)48-49
• 結(jié)論49-51
• 參考文獻51-53
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況53-54
• 致謝54-55

【參考文獻】

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本文編號：921369