本文關(guān)鍵詞：動(dòng)車鉚釘焊縫連接件強(qiáng)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(shè)計(jì)占有非常重要的地位,而連接件的完成質(zhì)量嚴(yán)重影響列車的運(yùn)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(diǎn)應(yīng)力理論為基礎(chǔ),利用ANSYS軟件,根據(jù)IIW(國際焊接學(xué)會(huì))推薦標(biāo)準(zhǔn)預(yù)測高速列車車體關(guān)鍵部位應(yīng)力。使用ABAQUS/Explicit軟件模擬分析鉚釘成形的整個(gè)過程。 本文第一章中主要介紹了板料連接在動(dòng)車設(shè)計(jì)中的重要性與意義,國內(nèi)外學(xué)者的研究現(xiàn)狀,進(jìn)一步應(yīng)用熱點(diǎn)應(yīng)力法預(yù)測結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的應(yīng)力可靠性以及系統(tǒng)地研究影響熱點(diǎn)應(yīng)力的有限元因素。數(shù)值模擬鉚釘成型的整個(gè)工藝過程,對相關(guān)的工藝參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì),給工藝過程提供指導(dǎo)性的建議,通過優(yōu)化相關(guān)的工藝參數(shù)與加載過程,提出實(shí)際工程應(yīng)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(diǎn)判斷熱點(diǎn)類型以及適當(dāng)?shù)剡x取國際焊接學(xué)會(huì)推薦的相應(yīng)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(xì)化網(wǎng)格以達(dá)到IIW推薦標(biāo)準(zhǔn)的適用要求,研究網(wǎng)格粗細(xì)對于計(jì)算結(jié)果的影響,表明熱點(diǎn)應(yīng)力法具有很強(qiáng)的網(wǎng)格敏感性。對比不同承載條件下插值得到的熱點(diǎn)應(yīng)力,發(fā)現(xiàn)熱點(diǎn)應(yīng)力總小于有限元計(jì)算結(jié)果von Mises應(yīng)力。在熱點(diǎn)處單元的應(yīng)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(diǎn)外推法或三點(diǎn)外推法計(jì)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(diǎn)做出模型物理假設(shè),并將壓鉚過程劃分為5個(gè)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(jìn)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(jì)算結(jié)果中了解到鉚釘?shù)淖冃�、�?yīng)力分布以及施鉚力隨時(shí)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(guān)鍵詞】：連接件 熱點(diǎn)應(yīng)力法 IIW推薦標(biāo)準(zhǔn) 鉚釘成形 壓鉚力
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(jìn)展11-13
• 1.3.2 鉚接結(jié)構(gòu)疲勞評定研究進(jìn)展13-14
• 1.4 主要研究內(nèi)容14-16
• 2 熱點(diǎn)應(yīng)力法研究16-22
• 2.1 熱點(diǎn)應(yīng)力的定義16-17
• 2.2 熱點(diǎn)應(yīng)力的測定17-18
• 2.3 熱點(diǎn)的類型18
• 2.4 基于表面外推的熱點(diǎn)應(yīng)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(shè)26-27
• 3.5 本章小結(jié)27-28
• 4 熱點(diǎn)應(yīng)力法在高速列車應(yīng)用中的討論28-34
• 4.1 模型描述28-29
• 4.2 熱點(diǎn)及參考點(diǎn)的選取29
• 4.3 熱點(diǎn)應(yīng)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(yīng)力對比31-32
• 4.3.3 兩點(diǎn)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(xiàn)51-53
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況53-54
• 致謝54-55

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：921369