钢轨闪光焊温度场有限元仿真与工艺参数分析

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1、上海交通大学硕士学位论文钢轨闪光焊温度场有限元仿真与工艺参数分析姓名：徐小帆申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：刘利20080201上海交通大学硕士学位论文摘要钢轨闪光焊温度场有限元仿真与工艺参数分析摘要钢轨焊接在无缝线路建设工程中起着非常重要的作用。随着列车速度与载重的增加，对钢轨焊接质量的要求越来越高。目前，闪光焊技术在我国钢轨现场焊接工程中的应用正日益增多，由于钢轨闪光焊的焊接温度场对接头质量起着决定性的作用，因而开展钢轨闪光焊温度场的研究，对于控制焊接质量，降低焊接成本，提高列车运行安全具有十分重要的意义。本文用有限元分析软件ANSYS

2、对钢轨闪光焊的温度场进行了有限元仿真，并通过实际钢轨焊接实验，用红外电视图像测温法测得钢轨焊接时的温度场。经实际验证，模拟结果与实测结果基本吻合，较为准确地反映了钢轨闪光焊的实际过程。利用本文建立的闪光对焊电热耦合模型，对不同焊接规范条件下温度场的变化及其影响因素进行了计算预测。对钢轨闪光焊过程中闪光模式、闪光速度及起始夹具距离等规范参数的变化规律进行了定量分析，揭示了电热耦合过程中不同焊接规范组合下的产热规律和温度分布规律。根据模拟计算的结果，分析了闪光对焊过程参数选择的依据。关键词：钢轨，闪光焊，温度场，有限元模拟，参数优化I上海交通大学硕士学位论文

3、ABSTRACTFEAOFTHETEMPERATUREFIELDOFRAILFLASHWELDINGANDANALYSISOFPROCESSPARAMETERSABSTRACTThetechnologyofrailweldingplaysaveryimportantroleintheengineeringoflayingcontinuousweldedrailway(CWR).Withthedevelopmentofhigh-speedandheavy-loadingtrack,thequalityofrailweldingisdesiredtobemo

4、reandmoreexigent.Now,thetechnologyofflashweldinghasbeenapplyingintheengineeringofrailweldingprogressively.Thetemperaturefieldofflashweldingplaysacrucialroleinthequalityofweldingjoint,sothestudyofweldingtemperaturefieldissignificanttoensurethetrafficsafetyandqualityofweldingandred

5、ucethecostofwelding.WithANSYS,anusefulgeneralsoftwareinthefiniteelementsanalysisfield,thispaperaccomplishesthedynamicsimulationofrailweldingtemperaturefield.Thepaperalsoprovidestherealtemperaturefieldwhichistakenbyusinginfraredcamera,andthecomparisonsindicatethatthesimulationresu

6、ltcanreflecttherealonewell.Usingtheelectric-heatcouplingmodelbuilt,thisworkdiscussedhowtogetthetemperaturefieldwithdifferentweldingparametersanditseffectconditions.Theflashbuttweldingparameters,suchasflashmodel,flashvelocityandinitialclampdistancewereanalyzedquantitatively.Therul

7、eofheatproducingandtemperaturedistributionbydifferentweldingparametersincouplingwithelectricandheatwasresearched.Accordingtotheresultofsimulation,thepaperprovidesstandardsofchoosingparametersofflashwelding.KEYWORDS:rail,flashwelding,temperaturefield,fea,parametersoptimizingII上海交通

8、大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立