高速动车组车体侧墙装配变形仿真分析.pdf

《高速动车组车体侧墙装配变形仿真分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第34卷第3期铁道机车车辆Vo1．34NO．32O14年6月RAILWAYLOCOMOTIVE8LCARJune．2014文章编号：1008～7842(2014)03—0014-04高速动车组车体侧墙装配变形仿真分析杨建华，桑弘鹏，周立金，林嘉，李志敏。(1唐山轨道客车有限责任公司制造技术中心，河北唐山063035；2上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240)摘要车体装配质量控制是动车组制造质量提升的关键问题。针对某高速动车组车体侧墙焊接装配过程，采用有限元仿真的方法，研究了工装定位偏差对焊接装配变形的影响，为侧墙工装的规范和调整提供理论

2、性的指导。关键词有限元仿真；装配质量控制中图分类号：U271．91文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1008—7842．2014．03．04新一代高速动车组具有高速、大运量和低单位排放位置、门口的数量会有所不同，但截面的形状皆相同。等特点，是当前国内重点发展的长途客运方式。其科技其截面的形状如图1所示，某型侧墙的几何数模如图2含量高，涉及轨道、列车设计、制造、动力等多项关键技所示。术，对提升整体装备制造业的水平有很大的推动作用。高速动车组车体主要由左右侧墙、底架、车顶4大部件组成。其制造装配质量直接影响列车的气动力学特性，以及外

3、观和密封性等性能，是动车组质量提升的关键问题。其中，侧墙的气动外形和后续装配配合要求图1侧墙截面形状最高，外形构造最不规则，是车体装配质量控制的难点。在车体装配过程中，零件偏差、工装定位偏差、焊接偏差各种偏差源错综复杂、高度耦合，装配尺寸质量难于控制，焊接装配合格率低，实际生产中往往依赖后续的火焰调修矫正。不仅导致制造精度降低、制造成本和周期上升，而且火焰矫正还会造成车体强度的下降，可能留下安全隐患。因此，要求引入各种技术手段，在焊接装配阶段加强对制造质量的控制。本文主要研究的是工装定位偏差对侧墙焊接装配图2某型动车组侧墙的几何模型偏差的影响。采

4、用EDS／I—DEAS建立侧墙焊接装配侧墙装配时平放于装配工装上，工装通过下侧支撑的三维有限元模型，然后载入各种不同的工装定位约束板、上侧的压块和两侧夹块来约束侧墙。其中支撑板和条件，比较分析其结果，为工装定位的调整和规范提供夹块在工装上的位置是固定的，而压块的位置则在焊接理论指导。装配的过程中由工人手动调整，焊接不同焊缝时压块位1有限元建模置会随着改变。本章首先介绍了侧墙结构及相应的工装工艺，在此焊接时先把5块型材点焊固定，再用自动焊机段基础上，建立了侧墙的几何模型和有限元建模。焊。经过点焊固定后的侧墙可以视作一个整体。1．1侧墙及其制造工艺简

5、介1．2有限元模型高速列车CRH。侧墙为长薄大部件，侧墙主体由5(1)基本模型块通长中空挤压铝型材拼焊而成。整个侧墙长度约根据建立的几何模型，利用EDS／I—DEAS商用有l8～24In。不同的车厢类型，侧墙的长度、窗口数量与限元软件建立有限元模型。由于侧墙在装配时采用焊*唐山轨道客车有限责任公司科技项目(2Ol3TCZ049)，(2013TCT080)杨建华(1979)男，工程师(修回日期：2013—09一o8)16铁道机车车辆第34卷0．于第4块型材贴近肋板处，下压块位于第2块和第3块型材之间。图1O是理论工装定位和压块外移、压块内移3种工装

6、定位条件下，选定区域窗沿一线的焊接装配二变形量。皆取上窗沿一线。其中压块外移具体为上压一理想；一一右偏。块上移、下压块下移各约425n2iil，两压块间距离增大，侧墙长度方向远离焊缝；压块内移具体为上压块下移、下压块上移各图7上窗沿垂向变形——压块右移与理论工况对比约105mm，两压块间距离缩小，靠近焊缝。由图10可知，压块沿侧墙高度方向位置的改变对焊接变形的影响很小，不论是变形波形还是变形量都没：有明显变化。以理论工装上窗沿一线变形量最大值为喜：100％，压块向外移约425mm时，为106％；向内移约105mm时，为99。一0．暑一理想一一左偏

7、。鲁＼侧墙长度方向血《图8上窗沿垂向变形——压块左移与理论工况对比0．卜鞲g0．图10压块沿侧墙爵度方向偏移上冒沿装配变形变化一0．一一0．一一O．2．3支撑板与侧墙未完全贴合理一O．想一0．理论工装定位条件下，支撑板与侧墙外轮廓应完全一理想}一一中间。贴合。而∞实州际一中，底侧支撑板与侧墙外轮廓之间常存在外侧墙长度方向编配合问隙。图9上窗沿垂向变形——压块位于两支撑板间对比假设支撑板只在压块压夹处与侧墙外轮廓局部贴内一偏由图7可知，右移的压块其对侧墙的作用力方向与合，重新考察此时压块沿侧墙高度方向偏移对上窗沿焊理论装夹下在该位置处侧墙的焊接变形

8、方向相同，压块接变形的影鞭响，如图11所示。的下压加剧了侧墙的焊接变形。．25昌0．2由图8可知，左移的压块其对侧墙的作用力方向与鲁＼．