机车车体典型焊接接头应力分析

刘斌

摘要：目前，重载机车车体牵引梁与中梁过渡区域的焊接接头，存在着理论分析不一致于试验结果的现象。为解决此类问题，本文围绕重载电力机车车体车体牵引梁与中梁过渡区域典型焊接接头，采取两种离散模拟方式，分别为壳单元和实体单元，通过模拟试验并与理论对比分析。实验目的為分析两种离散模拟对典型焊接接头应力分布的影响。试验结果表明实体单元模拟典型焊接接头区域具备较高的计算精度，而模拟典型焊接接头应力分布方面相较于壳单元，可呈现良好的应力集中效应。

关键词：机车车体;典型焊接接头;单元类型;应力分析;有限元法

引言

机车车体作为列车的主体机构，主要作用在于为机车整体传递纵向牵引力以及制动力。车体的寿命与纵向承载力有着密切的关联，目前，重载电力机车车体结构中焊接结构的强度备受重视，因此采用有限元仿真模拟的形式，比较壳单元与实体单元对典型焊接接头结构有限元分析结果的影响，优化典型焊接接头结构，为车体车体结构的静强度保驾护航。

一、结构强度分析原理

（一）焊缝接头有限元模型处理

本文焊缝建模采用实体模型以及壳FE模型，两种模型的区别在于：首先，实体模型焊缝需要做建模处理，焊缝分为3层网格，呈现45坡角以及0焊趾过渡半径外观分布在薄板上;其次，壳模型焊缝在一般情况下不做建模处理[1]。

（二）确定载荷工况

重载机车车体纵向力决定车体结构的样式以及车体内部零部件的质量。……