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基于结构应力法的焊接构架应力状态研究 预览
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作者 谢素明 莫浩 +2 位作者 牛春亮 苑忠华 李向伟 《大连交通大学学报》 CAS 2019年第1期36-39,共4页
采用结构应力法研究焊接构架焊接接头的应力状态.首先,结合结构应力法和BSEN15085-3:2007标准,提出焊接接头应力因数的计算方法,并归纳总结出确定焊接构架焊接接头应力状态等级的技术路线;其次,建立了包括焊缝在内的某焊接构架有限元模... 采用结构应力法研究焊接构架焊接接头的应力状态.首先,结合结构应力法和BSEN15085-3:2007标准,提出焊接接头应力因数的计算方法,并归纳总结出确定焊接构架焊接接头应力状态等级的技术路线;其次,建立了包括焊缝在内的某焊接构架有限元模型,依据疲劳试验大纲中提供的疲劳载荷谱,分析了构架焊缝的结构应力分布特点,并利用结构应力法的98%可靠度-2σ的S-N曲线,对焊缝进行疲劳寿命预测,构架评估焊缝的总损伤均小于1,满足疲劳寿命设计要求;接着,基于构架评估焊缝的等效结构应力计算焊缝的应力因数,应力因数的最大值为0.79;最后,由应力因数的值,确定构架支撑座附近焊缝的应力状态等级为中. 展开更多
关键词 焊接构架 结构应力 疲劳寿命 应力因数 应力状态
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基于多轴准则的焊接构架疲劳强度分析方法
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作者 安琪 赵华 +1 位作者 刘志远 王绪英 《机车电传动》 北大核心 2019年第1期72-77,共6页
根据节点几何特征,提出焊缝坐标系的建立方法,计算节点在焊缝坐标系下的应力分量。参照DVS1612标准,提出基于多轴准则的结构疲劳强度分析方法。对地铁车辆转向架焊接构架典型焊缝的疲劳强度进行评估,指出所研究焊缝的疲劳强度主要受正... 根据节点几何特征,提出焊缝坐标系的建立方法,计算节点在焊缝坐标系下的应力分量。参照DVS1612标准,提出基于多轴准则的结构疲劳强度分析方法。对地铁车辆转向架焊接构架典型焊缝的疲劳强度进行评估,指出所研究焊缝的疲劳强度主要受正应力分量的影响,剪应力对结构疲劳强度的影响较小。对比研究了不同分析方法下的节点材料利用度特征。结果表明,在压缩应力占主导的区域,基于多轴准则的分析方法将使评估结果偏于安全;对于抗疲劳能力较差的接头,基于多轴准则的分析方法,采用DVS 1612标准提供的疲劳曲线将获得偏于保守的计算结果。 展开更多
关键词 转向架 焊接构架 焊缝坐标系 疲劳强度 多轴疲劳准则
转向架焊接构架名义应力容许疲劳强度数据构建研究 预览
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作者 周张义 杨欣 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期57-65,共9页
针对DIN15018、DVS1612和IIW-1823-07提供的名义应力容许疲劳强度数据,对其在缺口等级划分、平均应力修正、极限容许应力确定及母材强度等级影响等方面的差异进行系统对比。分析表明,DVS1612对缺口等级的细分程度高,与现行焊接标准的关... 针对DIN15018、DVS1612和IIW-1823-07提供的名义应力容许疲劳强度数据,对其在缺口等级划分、平均应力修正、极限容许应力确定及母材强度等级影响等方面的差异进行系统对比。分析表明,DVS1612对缺口等级的细分程度高,与现行焊接标准的关联性强,采用的平均应力修正方法保守简洁,对极限容许应力的规定合理。为此,基于DVS1612的缺口等级划分,根据Q345钢的机械性能确定极限容许应力,同时参考IIW-1823-07中S-N曲线的相关参数,构建出适用于Q345钢母材及焊接接头的Haigh图和S-N曲线,可分别用于我国焊接构架的耐久极限法和累积损伤法疲劳分析评定。 展开更多
关键词 焊接构架 容许疲劳强度 名义应力 Haigh图 S-N曲线 Q345钢
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等效结构应力法原理及其在转向架焊接构架疲劳寿命分析中的应用 预览
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作者 薛俊谦 李向伟 《铁道车辆》 2019年第1期8-11,5共5页
基于等效结构应力法原理对转向架焊接构架的疲劳寿命进行了分析。通过与名义应力法对比,进一步验证了等效结构应力法的网格不敏感性以及仿真结果的一致性。
关键词 焊接构架 疲劳寿命分析 等效结构应力法
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空气弹簧气室载荷对焊接构架疲劳强度影响
5
作者 刘上源 阳光武 +2 位作者 肖守讷 杨冰 朱涛 《机车电传动》 北大核心 2019年第5期40-45,共6页
为保证轨道车辆结构安全性,针对二系悬挂采用空气弹簧的转向架焊接构架,基于JIS标准的疲劳评价方法和Goodman图法,根据EN 13749主要运营工况进行加载,从工程应用角度出发,以构架焊接成型后是否可从外部进行实时监测和检测为评判标准,将... 为保证轨道车辆结构安全性,针对二系悬挂采用空气弹簧的转向架焊接构架,基于JIS标准的疲劳评价方法和Goodman图法,根据EN 13749主要运营工况进行加载,从工程应用角度出发,以构架焊接成型后是否可从外部进行实时监测和检测为评判标准,将侧梁上盖板单边角焊缝分为梁内焊根和梁外焊趾,将侧梁双边角焊缝分为梁内角焊缝和梁外角焊缝分别进行疲劳校核,完成了焊接构架侧梁角焊缝全面的疲劳评估。以是否添加空气弹簧气室压力作为研究变量,依照运动中机械载荷带来的空气弹簧气室压力变化进行气室载荷加载,研究空气弹簧气室压力对构架疲劳强度的影响。结果表明:在4种焊缝特征类型中,上盖板单边角焊缝焊根和背面焊接位置角焊缝基于JIS标准疲劳设计未满足疲劳强度要求;侧梁上盖板单边角焊缝受空气弹簧气室压力交变作用影响,焊根部位疲劳安全系数降低7.1%,焊趾部位疲劳安全系数降低29.8%;而侧梁内侧、外侧双边角焊缝受空气弹簧气室压力交变作用影响较小,疲劳安全因子降低仅2%左右。 展开更多
关键词 焊接构架 空气弹簧 疲劳强度 JIS标准 Goodman图 仿真
Methodology to Evaluate Fatigue Damage of High-Speed Train Welded Bogie Frames Based on On-Track Dynamic Stress Test Data 预览
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作者 Guangxue Yang Meng Wang +1 位作者 Qiang Li Ran Ding 《中国机械工程学报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第3期181-188,共8页
The current method of estimating the fatigue life of railway structures is to calculating the equivalent stress amplitude based on the measured stress data. However, the random of the measured data is not considered. ... The current method of estimating the fatigue life of railway structures is to calculating the equivalent stress amplitude based on the measured stress data. However, the random of the measured data is not considered. In this paper, a new method was established to compute the equivalent stress amplitude to evaluate the fatigue damage based on the measurable randomness, since the equivalent stress is the key parameter for assessment of structure fatigue life and load derivation. The equivalent stress amplitude of a high-speed train welded bogie frame was found to obey normal distribution under uniform operation route that verified by on-track dynamic stress data, and the proposed model is, in effect, an improved version of the mathematical model used to calculate the equivalent stress amplitude. The data of a long-term, on-track dynamic stress test program was analyzed to find that the normal distribution parameters of equivalent stress amplitude values differ across different operation route. Thus, the fatigue damage of the high-speed train welded bogie frame can be evaluated by the proposed method if the running schedule of the train is known a priori. The results also showed that the equivalent stress amplitude of the region connected to the power system is more random than in other regions of the bogie frame. 展开更多
关键词 Fatigue damage evaluation Equivalent STRESS AMPLITUDE On-track dynamic STRESS test Welded BOGIE frame of high-speed train
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Damage Tolerance Assessment of a Brake Unit Bracket for High-Speed Railway Welded Bogie Frames 预览
7
作者 Bing Yang Hao Duan +1 位作者 Shengchuan Wu Guozheng Kang 《中国机械工程学报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第4期184-194,共11页
The brake unit bracket of a bogie frame is an important load-carrying component, particularly under emergency start/stop conditions. Conventional infinite/safe life approaches provide an over-conservative recommendati... The brake unit bracket of a bogie frame is an important load-carrying component, particularly under emergency start/stop conditions. Conventional infinite/safe life approaches provide an over-conservative recommendation for the allowable strength and lifetime, which hinders the lightweight design of modern railway vehicles. In this study, to ensure the reliability and durability of a brake unit bracket, an attempt was made to integrate the nominal stress method and an advanced damage tolerance method. First, a complex bogie frame was modelled using solid elements instead of plate and beam elements. A hot spot stress region on the bracket was found under an eight-stage load spectrum obtained from the Wuhan–Guangzhou high-speed railway line. Based on the probability of foreign damage, a semi-elliptical surface crack was then assumed for residual life assessment. The results obtained by the cumulative damage and damage tolerance methods show that the brake unit bracket can operate for over 30 years. Moreover, even if a 2-mm depth crack exists, the brake unit bracket can be safely operated for more than 2.27 years, with the hope that the crack can be detected in subsequent maintenance procedures. Finally, an appropriate safety margin was suggested which provides a basis for the life prediction and durability assessment of brake unit brackets of high-speed railways. 展开更多
关键词 Welded BOGIE frame Fatigue DAMAGE accumulation DAMAGE tolerance design Residual life ASSESSMENT High-speed railway vehicle
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转向架焊接构架强度模型及其对寿命预测的影响
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作者 刘旭 张开林 +1 位作者 周春平 刘长林 《机械强度》 CSCD 北大核心 2018年第2期437-443,共7页
为了对转向架焊接构架疲劳分析模型的合理性进行了探讨,以构架箱体梁为研究对象,针对主焊缝的不同处理方法建立了名义应力模型、结构应力模型和缺口应力模型。通过三种应力模型下应力特点、疲劳评估、累积损伤和参数影响的比较,结果表... 为了对转向架焊接构架疲劳分析模型的合理性进行了探讨,以构架箱体梁为研究对象,针对主焊缝的不同处理方法建立了名义应力模型、结构应力模型和缺口应力模型。通过三种应力模型下应力特点、疲劳评估、累积损伤和参数影响的比较,结果表明:名义应力模型和结构应力模型下的应力大小和方向相似度较高,名义应力模型忽略焊缝的做法具有一定合理性,但前提是以焊趾前端应变片测试位置为应力取值点。缺口应力模型的特点在于能够较真实的描述焊缝局部的应力状态和循环特性;其优势也体现在能够同时对焊趾和焊根进行疲劳评估,因为计算结果显示箱体梁疲劳破坏也可能源于焊根处。由于结构应力模型对焊缝参数的变化并不敏感,进行焊缝参数优化时只能选择缺口应力模型。 展开更多
关键词 建模方式 焊接构架 箱体梁 疲劳寿命 焊缝参数
构架管接头焊缝参数对疲劳缺口应力的影响 预览
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作者 刘斌 张开林 +1 位作者 刘旭 杨畅 《机械设计与制造》 北大核心 2017年第7期65-69,共5页
为了克服整体法进行焊接结构强度设计时造成的母材强度过剩,焊缝强度不足的问题,采用局部缺口应力法,分析了焊缝各局部参数对疲劳应力的影响程度;目的是在不改变整体结构参数的前提下,通过优化焊缝设计参数,实现焊接结构疲劳强度... 为了克服整体法进行焊接结构强度设计时造成的母材强度过剩,焊缝强度不足的问题,采用局部缺口应力法,分析了焊缝各局部参数对疲劳应力的影响程度;目的是在不改变整体结构参数的前提下,通过优化焊缝设计参数,实现焊接结构疲劳强度的提高。文章以某动车焊接构架为研究对象,建立了横梁管焊接接头的多尺度模型。以参教化的1mm虚拟缺口模型分析了各焊缝参数变化以及砂轮打磨半径对于缺口应力集中系数的影响规律,结果表明焊趾角度的影响较焊喉深度更为显著,而砂轮磨削的最佳半径为6mm。以构架整体模型分析了焊接接头在各疲劳工况下的实际受力情况,联合各向缺口应力集中系数并采用形状改变能密度准则计算了管接头焊趾处的多轴等效缺口应力。通过与原焊缝设计参数相比较,减小15°的焊趾角度能够降低10%的疲劳缺口应力,6mm的磨削半径则能够降低超过20%的疲劳缺口应力。 展开更多
关键词 疲劳缺口应力 焊缝参数 多尺度模型 管接头 焊接构架 砂轮打磨
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基于球面方向余弦族投影的车辆结构疲劳参量求解方法
10
作者 杨冰 廖贞 +3 位作者 马佰全 肖守讷 阳光武 朱涛 《交通运输工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期64-71,81共9页
传统投影法事先假定最大主应力为最大拉伸应力,且投影过程未考虑主应力拉压特征,为改进上述不足,提出了一种基于球面方向余弦族投影的车辆结构疲劳参量求解方法。构建了结构节点的方向余弦,搜索多工况下最大拉伸应力的方向。在疲劳最大... 传统投影法事先假定最大主应力为最大拉伸应力,且投影过程未考虑主应力拉压特征,为改进上述不足,提出了一种基于球面方向余弦族投影的车辆结构疲劳参量求解方法。构建了结构节点的方向余弦,搜索多工况下最大拉伸应力的方向。在疲劳最大应力和最小应力的求解过程中,始终保留主应力方向,确保其在投影后仍具备原有的拉压特性。以车辆三轴转向架焊接构架和轴箱体为例,分别采用传统投影法和提出的求解方法分析其疲劳强度。分析结果表明:对于焊接构架,提出的方法确定的节点254570最大拉伸应力较传统投影法高19.4%,2种方法得到的最小应力在27.8%的节点存在较大差异,一些节点最小应力甚至与提出方法的结果正负相悖;比较经修正的等效应力幅值,传统投影法在12%的节点上的计算结果较提出方法的结果低至少1 MPa,个别节点的等效应力甚至低34.73%,依此进行疲劳强度评定可能导致结论偏于危险;对于轴箱体,传统投影法得到的对称循环应力幅值可能偏离实际,某些节点的值甚至较提出的方法低45.32%或高51.23%,导致疲劳分析偏于危险或过于保守。可见,提出的方法确定了最大拉应力所在方向,考虑了主应力拉压特性,比传统投影法更为合理,用于疲劳分析更加可信。 展开更多
关键词 车辆工程 疲劳强度评定 投影法 方向余弦族 拉压特性 焊接构架 轴箱体
焊接构架式转向架弹簧分析计算 预览
11
作者 张春发 张小明 张燕 《科技创新与生产力》 2015年第5期96-97,100共3页
介绍了焊接构架式转向架弹簧分析计算,该转向架采用内、外不同高度的两级刚度弹簧,在空车时外圆弹簧承载;在重车时内、外弹簧承受重车的载荷。通过计算得出内、外弹簧最优化结构及参数。
关键词 焊接构架 转向架 弹簧
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地铁焊接构架检测中无损检测方法的应用 预览
12
作者 蔡永晶 桑劲鹏 《钢结构》 北大核心 2015年第3期25-28,共4页
构架焊接质量直接影响行车安全和乘车舒适性。讨论焊缝的常见缺陷,如裂纹、气孔、未熔合、未焊透、夹渣等;介绍地铁焊接构架检测中应用的磁粉探伤和超声波探伤的技术要求和主要内容,主要包括探伤设备、探伤试块、灵敏度校验、探伤操作... 构架焊接质量直接影响行车安全和乘车舒适性。讨论焊缝的常见缺陷,如裂纹、气孔、未熔合、未焊透、夹渣等;介绍地铁焊接构架检测中应用的磁粉探伤和超声波探伤的技术要求和主要内容,主要包括探伤设备、探伤试块、灵敏度校验、探伤操作、缺陷判定等;详细论述几种常见焊缝缺陷的超声波波幅、波形和动态波形,可为内部缺陷的正确判定提供经验基础。 展开更多
关键词 焊接构架 焊接缺陷 无损检测 波形
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焊接车架与其残余应力 预览
13
作者 王志超 冯海余 +1 位作者 高旭 于赫年 《拖拉机与农用运输车》 2015年第4期64-68,共5页
介绍了焊接应力的产生、消除和测量,以及焊接残余应力对结构性能的影响,并通过一个实例,介绍了焊接车架残余应力的消除及测量过程,为焊接车架设计提供支撑。
关键词 履带拖拉机 焊接车架 残余应力
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高速转向架焊接构架性能仿真建模方法 预览 被引量:1
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作者 谢素明 杨文平 高阳 《大连交通大学学报》 CAS 2015年第S1期29-32,共4页
转向架性能直接决定高速动车组运行的安全性、平稳性和可靠性.依据相关标准,总结动车焊接构架的结构与承载特点;借助分析构架和部件的变形规律,得出动车焊接构架性能分析模型中位移约束以及主结构和安装座的承载施加方法.通过研究分析... 转向架性能直接决定高速动车组运行的安全性、平稳性和可靠性.依据相关标准,总结动车焊接构架的结构与承载特点;借助分析构架和部件的变形规律,得出动车焊接构架性能分析模型中位移约束以及主结构和安装座的承载施加方法.通过研究分析构架的齿轮箱吊座与电机吊座的局部变形,建议当考核齿轮箱吊座与电机吊座的强度时,应将齿轮箱联接结构和电机壳体结构的有限元模型纳入到动车构架性能分析模型中. 展开更多
关键词 高速转向架 焊接构架 建模方法 性能分析
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转向架焊接残余应力的测试及退火工艺 预览
15
作者 张励忠 杜志光 魏丹 《北京交通大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期64-68,共5页
利用磁弹性法测量了材质为16MnR的CW-200型焊接转向架构架一定深度处的残余应力,分析了热处理前后构架中残余应力的分布及变化规律,并且研究了不同的退火工艺对焊后构架残余应力的影响.结果表明:构架焊接后存在较高的残余应力,在... 利用磁弹性法测量了材质为16MnR的CW-200型焊接转向架构架一定深度处的残余应力,分析了热处理前后构架中残余应力的分布及变化规律,并且研究了不同的退火工艺对焊后构架残余应力的影响.结果表明:构架焊接后存在较高的残余应力,在牵引杆座与横梁焊缝处最大值达到193MPa拉应力;而经过不同的去应力退火工艺处理后,残余应力的消除率不同.在630℃退火、保温3h工艺条件下试验用构架残余应力平均消除率最高,X、y方向的最大消除率分别为58.3%和54.6%. 展开更多
关键词 焊接构架 残余应力 退火工艺 转向架 磁弹性法
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将台花园钢结构网壳焊接节点承载性能试验 预览 被引量:3
16
作者 袁焕鑫 王元清 +3 位作者 施刚 石永久 卢凯 贺小平 《沈阳工业大学学报》 CAS 北大核心 2014年第1期93-99,共7页
将台花园网壳屋面系统采用了全焊接的钢结构节点,节点的六肢在空间交汇,几何形状不规则,为了检验节点的承载性能和安全储备,需要开展专门的加载试验研究.通过在矩形反力架上固定节点试件的三肢,对其余三肢进行轴向加载,控制轴向... 将台花园网壳屋面系统采用了全焊接的钢结构节点,节点的六肢在空间交汇,几何形状不规则,为了检验节点的承载性能和安全储备,需要开展专门的加载试验研究.通过在矩形反力架上固定节点试件的三肢,对其余三肢进行轴向加载,控制轴向荷载的偏心实现设计荷载中的主弯矩施加,一共针对J—01~J-04四个节点进行了试验研究.试验结果表明,节点可以安全承受设计荷载作用,且具有较大的安全储备.利用ANSYS建立考虑材料与几何非线性特性的有限元模型,对试验加载过程进行全过程模拟.有限元分析结果与试验数据吻合良好,验证了有限元模型的可靠性.加载试验研究可以较好地检验该类空间相贯节点的承载性能,所采用的研究方法能够为同类节点的设计与应用提供参考. 展开更多
关键词 焊接节点 网壳 加载试验 承载性能 有限元分析 反力架 空间相贯 荷载工况
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出口阿根廷宽轨大轴重双层动车组非动力转向架的研制 预览 被引量:1
17
作者 张晓军 陈彦宏 +4 位作者 田雪艳 张隶新 张冠兰 李得花 米莉艳 《铁道车辆》 北大核心 2014年第10期23-26,共4页
介绍了出口阿根廷宽轨大轴重双层动车组非动力转向架的主要结构、技术参数以及计算和试验结果。
关键词 双层动车组 焊接构架 非动力转向架 技术参数
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多轴转向架焊接构架焊缝应力集中分析与寿命研究 预览 被引量:2
18
作者 谢素明 郝博 +1 位作者 邵文东 李向伟 《大连交通大学学报》 CAS 2014年第5期17-20,共4页
利用美国ASME-2007标准中的结构应力法和有限元数值分析技术,研究某多轴转向架焊接构架焊缝结构应力分布规律,指出在垂向斜对称载荷工况作用下构架应力集中发生部位;以降低焊缝应力集中为出发点,对焊接构架结构进行改进设计.构架改进结... 利用美国ASME-2007标准中的结构应力法和有限元数值分析技术,研究某多轴转向架焊接构架焊缝结构应力分布规律,指出在垂向斜对称载荷工况作用下构架应力集中发生部位;以降低焊缝应力集中为出发点,对焊接构架结构进行改进设计.构架改进结构后焊缝结构应力幅值降低,疲劳寿命显著提高. 展开更多
关键词 多轴转向架 焊接构架 结构应力法 疲劳寿命
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基于热点应力的国产化Y25型转向架焊接构架疲劳强度分析 预览 被引量:10
19
作者 王红 刘万选 商跃进 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期66-70,共5页
以用于160km·h-1提速货车的国产化Y25型转向架焊接构架为研究对象,依据uIC510—3标准设计运营载荷,采用通用有限元软件ANsYs分析得出在焊接构架的侧梁鱼腹形板与轴箱导框焊接处、心盘焊缝处以及侧梁单腹板与横梁焊接处的应力较... 以用于160km·h-1提速货车的国产化Y25型转向架焊接构架为研究对象,依据uIC510—3标准设计运营载荷,采用通用有限元软件ANsYs分析得出在焊接构架的侧梁鱼腹形板与轴箱导框焊接处、心盘焊缝处以及侧梁单腹板与横梁焊接处的应力较大,为疲劳薄弱区域;对于应力幅值最大的侧梁单腹板与横梁焊接处的非闭合环向角焊缝,运用子模型技术以及热点应力法得出其安全系数为1.02,焊接构架的疲劳寿命为3.33×10^7次,而且其疲劳强度满足UIC510—3标准的要求,这与运用Goodman疲劳极限图校核的结果一致。研究还表明,采用热点应力法进行寿命估算时有较好的精度。 展开更多
关键词 焊接构架 疲劳强度 热点应力 子模型技术 货车转向架 高速转向架
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超细木粉机焊接机架的有限元分析 预览 被引量:2
20
作者 齐英杰 赵越 杨春梅 《林业机械与木工设备》 2013年第7期20-22,共3页
焊接机架是超细木粉机的加工装配基准,必须有足够的强度和精度才能保证切削主轴的高速连续加工。设计机架时需充分考虑各参数的选用以及危险端面的确定,并应用有限元法对机架进行受力分析,以保证计算结果比较真实地反映机架整体强度... 焊接机架是超细木粉机的加工装配基准,必须有足够的强度和精度才能保证切削主轴的高速连续加工。设计机架时需充分考虑各参数的选用以及危险端面的确定,并应用有限元法对机架进行受力分析,以保证计算结果比较真实地反映机架整体强度及变形情况。 展开更多
关键词 超细木粉机 焊接机架 有限元
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