列车车体焊接组件的焊缝疲劳测试方法技术

本发明专利技术公开了一种列车车体焊接组件的焊缝疲劳测试方法，包括如下步骤：S1、通过仿真计算确定车体焊接组件的固定端的紧固力，以及所述车体焊接组件的受力端的施力参数，所述施力参数包括初始施加力和循环力；S2、根据步骤S1中确定的所述紧固力将所述车体焊接组件的第一端固定，对所述车体焊接组件的第二端进行应力循环试验，其中，所述车体焊接组件的第二端的施力参数为步骤S1中确定的所述施力参数。该焊缝疲劳测试方法能够提高对车体焊接组件的焊缝疲劳寿命的评估。

Weld fatigue test method for welded assembly of train body

The invention discloses a weld fatigue test method for train body welding assembly, which includes the following steps: S1, fixing force of fixed end of car body welding assembly determined by simulation calculation, and force parameters of stress end of said car body welding assembly, the force parameters include initial applied force and cyclic force; S2, according to the fastening force determined in the article. The first end of the welding assembly is fixed, and the stress cycling test is carried out on the second end of the car body welding assembly, in which the applied force parameter of the second end of the car body welding assembly is the applied force parameter determined in _________. The fatigue testing method can improve the evaluation of fatigue life of welding seam of car body welding components.

【技术实现步骤摘要】
列车车体焊接组件的焊缝疲劳测试方法
本专利技术涉及疲劳测试
，特别是涉及一种列车车体焊接组件的焊缝疲劳测试方法。
技术介绍
为满足轻量化发展需求，高速列车车体多采用铝合金材料，高速列车既要承受来自轨道的高频激励、又要承受列车高速通过隧道和高速交汇引起的气动载荷，因此，高速类车对安全性和可靠性有更高的要求，在这些复杂载荷的组合作用下，车体焊接结构必须具有足够的疲劳强度和合理的刚度。车体疲劳强度对高速列车的安全运行至关重要，车体部件的焊缝热影响区开裂或焊缝开裂等是主要的疲劳失效形式，所以有必要对车体组件的焊缝进行疲劳测试。目前，对车体组件的焊缝疲劳实验方法主要是将公称尺寸相同的试样装夹在轴向力疲劳试验机上，并对试样施加循环应力，通过循环应力次数来试验材料的疲劳寿命。该种方法的技术虽然比较成熟，但是对于非标准样件的测量存在缺陷。除此之外，虽然也有其他对于车体焊接结构的疲劳实验方法，但是均无法考量工件的实际受力情况，无法准确评估车体焊接组件的焊缝的疲劳寿命。因此，如何设计一种焊缝疲劳测试方法，能够提高对车体焊接组件的焊缝疲劳寿命的评估，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种列车车体焊接组件的焊缝疲劳测试方法，包括如下步骤：S1、通过仿真计算确定车体焊接组件的固定端的紧固力，以及所述车体焊接组件的受力端的施力参数，所述施力参数包括初始施加力和循环力；S2、根据步骤S1中确定的所述紧固力将所述车体焊接组件的第一端固定，对所述车体焊接组件的第二端进行应力循环试验，其中，所述车体焊接组件的第二端的施力参数为步骤S1中确定的所述施力参数。本专利技术提供的车体焊接组件的焊缝疲劳测试方法，先通过仿真确定车体焊接组件在进行疲劳实验时需要的紧固力大小和施加力大小，这样，在实验时可按照车体焊接组件的实际受力情况进行装夹固定及施力，因车体焊接组件实验时的固定情形与施力情形与真实受力情况更接近，所以得到的结果更准确，能够对车体焊接组件的焊缝疲劳寿命进行更准确地评估；同时，因为待测工件实验时的受力情形通过前期仿真计算确定，能够保证实验的重复性和可靠性。如上所述的焊缝疲劳测试方法，步骤S1具体包括如下步骤：S11、建立车体三维模型，对所述车体三维模型进行动力学分析，以获取不同工况条件下车体焊接组件所在位置的受力载荷谱；S12、截取待测试的车体焊接组件对应的模型部分，根据所述受力载荷谱对所述模型部分进行有限元分析，以确定待测试的车体焊接组件的固定端的紧固力，以及待测试的车体焊接组件的受力端的最大应力和最小应力，并根据所述最大应力和所述最小应力确定所述施力参数。如上所述的焊缝疲劳测试方法，步骤S12中，所述施力参数的确定方法如下：所述初始施加力F初＝(Fo+Fu)/2-FG；所述循环力F循＝Fo-(Fo+Fu)/2；式中，Fo＝σo*S，Fu＝σu*S；其中，σo为所述最大应力，σu为所述最小应力，S为施力压头的面积，FG为施力压头的重力；所述车体焊接组件的第二端通过所述施力压头施加压力。如上所述的焊缝疲劳测试方法，步骤S2中，通过施力压头对所述车体焊接组件的第二端施加压力，所述施力压头与疲劳实验设备连接。如上所述的焊缝疲劳测试方法，步骤S2中，对所述车体焊接组件的第二端进行应力循环试验的循环周期为设定次数，若未完成设定次数，所述车体焊接组件断裂，根据所述疲劳实验设备的记录数据确定所述车体焊接组件的疲劳寿命，若完成设定次数，观察车体焊接组件的焊缝是否有裂纹，若有裂纹，则根据所述疲劳实验设备的记录数据确定所述车体焊接组件的疲劳受，若无裂纹，则所述车体焊接组件满足设计要求。如上所述的焊缝疲劳测试方法，所述设定次数具体为1000万次。如上所述的焊缝疲劳测试方法，步骤S2中，所述车体焊接组件的第一端通过紧固件固定于台架上，且其下端压抵与压块，所述压块与所述台架固定连接。如上所述的焊缝疲劳测试方法，所述车体焊接组件的下端具有与所述压块卡合的卡槽。如上所述的焊缝疲劳测试方法，所述压块设有两个，两个所述压块沿所述车体焊接组件的第一端至第二端的方向排布，所述紧固件位于两个所述压块之间。附图说明图1为本专利技术所提供列车车体焊接组件的焊缝疲劳测试方法的一种具体实施例的流程示意图；图2为具体实施例中车体焊接组件安装于台架的结构示意图；图3为图2的俯视图。其中，图2和图3中部件名称与附图标记之间的一一对应关系如下所示：台架110，压块120，车体焊接组件130，施力压头140；第一紧固螺栓210，第一垫板220，弹性垫圈230，第二紧固螺栓240，第二垫板250，第三紧固螺栓260。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。请参考图1，图1为本专利技术所提供列车车体焊接组件的焊缝疲劳测试方法的一种具体实施例的流程示意图。该实施例中，列车车体焊接组件的焊缝疲劳测试方法包括如下步骤：S1、通过仿真计算确定车体焊接组件的固定端的紧固力，以及车体焊接组件的受力端的施力参数，该施力参数包括初始施加力和循环力；S2、根据步骤S1中确定的紧固力将车体焊接组件的第一端固定，对车体焊接组件的第二端进行应力循环实验，其中，车体焊接组件的第二端的施力参数为步骤S1中确定的施力参数。该焊缝疲劳测试方法，先通过仿真确定车体焊接组件在进行疲劳实验时需要的紧固力大小和施加力大小，这样，在实验时可按照车体焊接组件的实际受力情况进行装夹固定及施力，因车体焊接组件实验时的固定情形与施力情形与真实受力情况更接近，所以得到的实验结果更准确，能够对车体焊接组件的焊缝疲劳寿命进行更准确地评估；同时，因为待测拱架实验时的受力情形通过前期仿真计算确定，能够保证实验的重复性和可靠性。可以理解，实验时对车体焊接组件的固定端的紧固力和活动端的施加力通过仿真计算确定，实际中，仿真计算时应当尽可能模拟车体的实际运行情况，以使得实验时车体焊接组件的受力情形与实际情况尽可能一致，提高实验效果。具体的方案中，上述步骤S1具体包括如下步骤：S11、建立车体三维模型，对该车体三维模型进行动力学分析，以获取不同工况条件下车体焊接组件所在位置的受力载荷谱；可以理解，所建立的车体三维模型包括焊缝连接部分，其中，机车车辆多体系统动力学理论很成熟，已经广泛应用于车辆动力学仿真分析过程，也就是说，对车体三维模型的动力学分析可基于已有技术进行，此处不再赘述；不同工况条件可根据实验需求来确定，具体地，不同工况条件可以包括车辆直线通过或曲线通过等。S12、截取待测试的车体焊接组件对应的模型部分，根据受力载荷谱对该模型部分进行有限元分析，以确定待测试的车体焊接组件的固定端的紧固力，以及待测试的车体焊接组件的受力端的最大应力和最小应力，并根据最大应力和最小应力确定施力参数。建立整个车体的三维模型，在此基础上获得车体焊接组件所在位置的受力载荷谱，能够获得更接近实际运行情形的车体焊接组件的受力情形，从而能够提高后续实验结果的准确性。具体的，在获得待测试的车体焊接组件的受力端的最大应力和最小应力的基础上，施力参数通过下述公式确定：F初＝(Fo+Fu)/2-FG；F循＝Fo-(Fo+Fu)/2；式中，Fo＝σo*S，Fu＝σu*S；其中，F本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.列车车体焊接组件的焊缝疲劳测试方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、通过仿真计算确定车体焊接组件的固定端的紧固力，以及所述车体焊接组件的受力端的施力参数，所述施力参数包括初始施加力和循环力；S2、根据步骤S1中确定的所述紧固力将所述车体焊接组件的第一端固定，对所述车体焊接组件的第二端进行应力循环试验，其中，所述车体焊接组件的第二端的施力参数为步骤S1中确定的所述施力参数。

【技术特征摘要】
1.列车车体焊接组件的焊缝疲劳测试方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、通过仿真计算确定车体焊接组件的固定端的紧固力，以及所述车体焊接组件的受力端的施力参数，所述施力参数包括初始施加力和循环力；S2、根据步骤S1中确定的所述紧固力将所述车体焊接组件的第一端固定，对所述车体焊接组件的第二端进行应力循环试验，其中，所述车体焊接组件的第二端的施力参数为步骤S1中确定的所述施力参数。2.根据权利要求1所述的焊缝疲劳测试方法，其特征在于，步骤S1具体包括如下步骤：S11、建立车体三维模型，对所述车体三维模型进行动力学分析，以获取不同工况条件下车体焊接组件所在位置的受力载荷谱；S12、截取待测试的车体焊接组件对应的模型部分，根据所述受力载荷谱对所述模型部分进行有限元分析，以确定待测试的车体焊接组件的固定端的紧固力，以及待测试的车体焊接组件的受力端的最大应力和最小应力，并根据所述最大应力和所述最小应力确定所述施力参数。3.根据权利要求2所述的焊缝疲劳测试方法，其特征在于，步骤S12中，所述施力参数的确定方法如下：所述初始施加力F初＝(Fo+Fu)/2-FG；所述循环力F循＝Fo-(Fo+Fu)/2；式中，Fo＝σo*S，Fu＝σu*S；其中，σo为所述最大应力，σu为所述最小应力，S为施力压头的面积，FG为施力压头的重力...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩晓辉，毛镇东，邢艳双，曹金山，
申请(专利权)人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37