[發明專利]列車車體焊接組件的焊縫疲勞測試方法

有效

• 申請號: 201910168251.3
• 申請日: 2019-03-06
• 公開（公告）號: CN109781557B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 韓曉輝;毛鎮東;邢艷雙;曹金山
• 申請（專利權）人: 中車青島四方機車車輛股份有限公司
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 陜芳芳;羅滿

本發明公開了一種列車車體焊接組件的焊縫疲勞測試方法，包括如下步驟：S1、通過仿真計算確定車體焊接組件的固定端的緊固力，以及所述車體焊接組件的受力端的施力參數，所述施力參數包括初始施加力和循環力；S2、根據步驟S1中確定的所述緊固力將所述車體焊接組件的第一端固定，對所述車體焊接組件的第二端進行應力循環試驗，其中，所述車體焊接組件的第二端的施力參數為步驟S1中確定的所述施力參數。該焊縫疲勞測試方法能夠提高對車體焊接組件的焊縫疲勞壽命的評估。

技術領域

本發明涉及疲勞測試技術領域，特別是涉及一種列車車體焊接組件的焊縫疲勞測試方法。

背景技術

為滿足輕量化發展需求，高速列車車體多采用鋁合金材料，高速列車既要承受來自軌道的高頻激勵、又要承受列車高速通過隧道和高速交匯引起的氣動載荷，因此，高速類車對安全性和可靠性有更高的要求，在這些復雜載荷的組合作用下，車體焊接結構必須具有足夠的疲勞強度和合理的剛度。

車體疲勞強度對高速列車的安全運行至關重要，車體部件的焊縫熱影響區開裂或焊縫開裂等是主要的疲勞失效形式，所以有必要對車體組件的焊縫進行疲勞測試。

目前，對車體組件的焊縫疲勞實驗方法主要是將公稱尺寸相同的試樣裝夾在軸向力疲勞試驗機上，并對試樣施加循環應力，通過循環應力次數來試驗材料的疲勞壽命。該種方法的技術雖然比較成熟，但是對于非標準樣件的測量存在缺陷。

除此之外，雖然也有其他對于車體焊接結構的疲勞實驗方法，但是均無法考量工件的實際受力情況，無法準確評估車體焊接組件的焊縫的疲勞壽命。

因此，如何設計一種焊縫疲勞測試方法，能夠提高對車體焊接組件的焊縫疲勞壽命的評估，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種列車車體焊接組件的焊縫疲勞測試方法，包括如下步驟：

S1、通過仿真計算確定車體焊接組件的固定端的緊固力，以及所述車體焊接組件的受力端的施力參數，所述施力參數包括初始施加力和循環力；

S2、根據步驟S1中確定的所述緊固力將所述車體焊接組件的第一端固定，對所述車體焊接組件的第二端進行應力循環試驗，其中，所述車體焊接組件的第二端的施力參數為步驟S1中確定的所述施力參數。

本發明提供的車體焊接組件的焊縫疲勞測試方法，先通過仿真確定車體焊接組件在進行疲勞實驗時需要的緊固力大小和施加力大小，這樣，在實驗時可按照車體焊接組件的實際受力情況進行裝夾固定及施力，因車體焊接組件實驗時的固定情形與施力情形與真實受力情況更接近，所以得到的結果更準確，能夠對車體焊接組件的焊縫疲勞壽命進行更準確地評估；同時，因為待測工件實驗時的受力情形通過前期仿真計算確定，能夠保證實驗的重復性和可靠性。

如上所述的焊縫疲勞測試方法，步驟S1具體包括如下步驟：

S11、建立車體三維模型，對所述車體三維模型進行動力學分析，以獲取不同工況條件下車體焊接組件所在位置的受力載荷譜；

S12、截取待測試的車體焊接組件對應的模型部分，根據所述受力載荷譜對所述模型部分進行有限元分析，以確定待測試的車體焊接組件的固定端的緊固力，以及待測試的車體焊接組件的受力端的最大應力和最小應力，并根據所述最大應力和所述最小應力確定所述施力參數。

如上所述的焊縫疲勞測試方法，步驟S12中，所述施力參數的確定方法如下：

所述初始施加力F_初＝(F_o+F_u)/2-F_G；

所述循環力F_循＝F_o-(F_o+F_u)/2；