發(fā)布時(shí)間：2022-02-21 10:10

　　高速列車車體廣泛采用鋁合金焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì),焊接結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生類裂紋焊接缺陷,如咬邊、夾渣和凹坑等。類裂紋缺陷在復(fù)雜的多軸載荷作用下會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展,對(duì)車體的安全可靠性造成潛在威脅。因此,合理制定裂紋的檢查周期,從而提出焊接質(zhì)量控制措施,是確保列車運(yùn)行安全可靠性的有效手段。本文開展的焊接車體鋁合金裂紋擴(kuò)展特性及壽命預(yù)測(cè)方法研究對(duì)高速列車車體的焊接質(zhì)量控制、安全運(yùn)行及維修周期制定具有重要的工程價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。首先以高速列車車體鋁合金CT試樣為研究對(duì)象,建立了該CT試樣的有限元模型,對(duì)其在拉伸載荷作用下的線彈性和彈塑性裂尖應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬;在充分考慮裂尖循環(huán)塑性區(qū)和應(yīng)力應(yīng)變遲滯效應(yīng)的基礎(chǔ)上,研究了該CT試樣在常幅循環(huán)載荷作用下的裂紋擴(kuò)展速率,得到da/dN-（35）K曲線,選取穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展區(qū)數(shù)據(jù),采用Paris公式進(jìn)行擬合,得到材料參數(shù)C、m和門檻應(yīng)力強(qiáng)度因子幅度（35）K_{t h},進(jìn)而分別采用本文確定的參數(shù)和IIW標(biāo)準(zhǔn)中給定的對(duì)應(yīng)參數(shù)計(jì)算了鋁合金材料的裂紋擴(kuò)展速率并進(jìn)行了對(duì)比分析。然后對(duì)高速列車鋁合金焊接車體的疲勞裂紋擴(kuò)展壽命進(jìn)行了預(yù)測(cè)方... 

【文章來(lái)源】：西南交通大學(xué)四川省211工程院校教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

（a）對(duì)稱荷載的節(jié)點(diǎn)分離示意圖（b）一般荷載的節(jié)點(diǎn)分離示意圖

本文采用的技術(shù)路線

西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第10頁(yè)第2章車體鋁合金CT試樣裂尖應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)分析本章對(duì)高速列車車體鋁合金標(biāo)準(zhǔn)緊湊拉伸試樣（CT試樣）在單次拉伸條件下裂尖的應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)進(jìn)行分析，首先依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)建立CT試樣有限元模型，根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)情況施加載荷和邊界條件，通過(guò)比較單位載荷下應(yīng)力強(qiáng)度因子的模擬值和理論值，對(duì)CT試樣有限元模型進(jìn)行驗(yàn)證，并計(jì)算分析線彈性裂尖應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)及考慮冪硬化效應(yīng)的彈塑性裂尖HRR常2.1車體鋁合金CT試樣線彈性應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)計(jì)算分析2.1.1線彈性斷裂力學(xué)基本理論（1）裂紋擴(kuò)展的基本類型裂紋包括張開型（Ⅰ型裂紋）、滑開型（Ⅱ型裂紋）和撕開型（Ⅲ型裂紋）三種基本類型，如圖2-1所示。圖2-1裂紋斷裂模式Ⅰ型裂紋，即張開型裂紋。承受的正應(yīng)力與裂紋面垂直，裂紋面產(chǎn)生沿y方向的位移。即在與裂紋面垂直的正應(yīng)力的作用下，裂紋上下表面產(chǎn)生張開位移。Ⅰ型裂紋是工程中最常見且最容易引發(fā)斷裂破壞的裂紋類型。顯而易見，裂紋要發(fā)生擴(kuò)展，承受的正應(yīng)力必須大于零。即結(jié)構(gòu)只有承受單純的拉伸載荷時(shí)才會(huì)發(fā)生Ⅰ型裂紋擴(kuò)展。承受的正應(yīng)力稱為遠(yuǎn)場(chǎng)應(yīng)力或名義應(yīng)力，定義為假定無(wú)裂紋存在時(shí)裂紋處的應(yīng)力，這樣就可以很方便的應(yīng)用一般的結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析方法來(lái)確定該應(yīng)力的大校Ⅱ型裂紋，即滑開型裂紋。承受的應(yīng)力作用在xy平面內(nèi)，稱為剪應(yīng)力，裂紋面產(chǎn)生沿x方向的位移，并與裂紋前緣垂直，即在剪應(yīng)力的作用下，裂紋兩表面沿x方向產(chǎn)生的位移使裂紋沿x方向滑開。Ⅲ型裂紋，即撕開型裂紋。承受的應(yīng)力作用在yz平面內(nèi)，也稱為剪應(yīng)力，裂紋

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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[2]過(guò)載作用下疲勞裂紋擴(kuò)展行為的內(nèi)在機(jī)理研究[D]. 丁振宇.浙江工業(yè)大學(xué) 2013

碩士論文
[1]隨機(jī)載荷作用下的高速列車車體振動(dòng)疲勞分析方法研究[D]. 張醒.西南交通大學(xué) 2018
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[3]基于裂紋塑性區(qū)影響的疲勞裂紋擴(kuò)展研究[D]. 尤萌.大連理工大學(xué) 2017
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[5]二維裂紋擴(kuò)展數(shù)值模擬及疲勞壽命預(yù)測(cè)[D]. 劉偉.山東大學(xué) 2014
[6]基于VB的工程缺陷管道安全評(píng)估[D]. 聞拓.大連理工大學(xué) 2012
[7]提速客車車體輕量化問(wèn)題的研究[D]. 盧耀輝.西南交通大學(xué) 2003



本文編號(hào)：3637039