含焊接缺陷的动车组车体疲劳寿命预测研究

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1、含焊接缺陷的动车组车体疲劳寿命预测研究StudyonFatigueLifeForecastingofEMUCarBodyIncludingWeldingDefects刘业华大连交通大学DALIANJIAOTONGUNIVERSITY大连交通大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢及参考文献的地方外，论文中不包含他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得大连交通大学或其他教言舰构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工

2、作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本人完全意识到本声明的法律效力，申请学位论文与资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任。日期：年<月汴-日大连交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解大连交通大学有关保护知识产权及保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属大连交通大学，本人保证毕业离校后,发表或使用论文工作成果时署名单位仍然为大连交通大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件及其电子文档，允许论文被查阋和借阅。本人授权大连

3、交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》进行信息服务，也可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存或汇编本学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定）r学位论文作者签名：导师签名：曰期：々亡年6月亡曰曰期：年<月f分类号：U271.91学校代号：10150UDC：密级：学号：20122080硕士学位论文含焊接缺陷的动车组车体疲劳寿命预测研究StudyonFatigueLifeForecastingofEMUCarBodyIn

4、cludingWeldingDefects学生姓名：刘业华导师及职称：马思群教授学科门类：工学专业名称：车辆工程研究方向：车辆结构分析与现代设计方法申请学位级别：硕士论文答辩日期：2015年6月日学位授予单位：大连交通大学摘要摘要铝合金具有高强度、低密度、无磁性以及良好的耐腐蚀性和成型性等特点，被广泛的应用在高速动车组制造领域中。但是，铝合金结构在焊接的过程中可能会出现咬边、未熔合、气孔、未焊透以及夹杂等焊接缺陷。若这些缺陷存在的数量较多或者尺寸比较大，则铝合金车体的疲劳寿命会显著降低。然而目前关于不同焊接缺陷对铝

5、合金车体疲劳寿命影响的评定准则欠缺，所以通过试验与仿真相结合的方法，获得不同焊接缺陷对动车组车体疲劳寿命的影响规律具有重要意义。论文主要内容如下：⑴为了了解焊接缺陷对铝合金试件疲劳性能的影响，分别对带有咬边和气孔缺陷的6082铝合金焊接试件进行了疲劳试验，得到这两种缺陷试件的应力幅值与循环寿命关系数据；并根据获得的疲劳试验结果，拟合出不同缺陷试件的SN曲线；应用结构应力法分别计算出带有以上两种焊接缺陷的铝合金接头疲劳寿命的“等效初始裂纹”；⑵建立某型号国产动车组中间车车体的有限元模型，参照BSEN12663-20

6、10标准，对模型的12种载荷工况进行了静强度和刚度分析；并利用结构应力法、名义应力法以及Miner线性疲劳损伤累积理论，对车体的危险焊缝进行疲劳寿命计算；⑶参照拟合的SN曲线，基于IIW标准预测含缺陷车体的疲劳寿命；将仿真计算得出的等效初始裂纹理论计算值映射到车体上，再基于结构应力法计算出带有焊接缺陷车体的疲劳寿命；通过试验拟合出了两种缺陷试件的SN曲线；基于结构应力法计算出含这两种焊接缺陷的铝合金焊接接头疲劳寿命的“等效初始裂纹”；基于名义应力法和结构应力法开展了焊接缺陷对铝合金车体疲劳寿命影响的研究。研究结

7、果表明，焊接缺陷的存在对动车组车体的疲劳寿命有显著的不利影响。关键词：铝合金；焊接缺陷；名义应力法；结构应力法；疲劳寿命；动车组I大连交通大学工学硕士学位论文AbstractAluminumalloyhastheproperitiesofhighstrength,lowdensity,non-magnetic,goodcorrosionresistanceandformability,soitiswidelyusedinhigh-speedEMUmanufacturingfield.However,inthepro

8、cessofwelding,aluminumalloyweldedjointsmayappearsomeweldingdefects,suchasundercut,incompletefusion,porosity,imperfectpenetrationandinclusions.Ifthenumberofthesedefectsaremoreenough