对高铁转向架构架焊接残余应力的大小和分布状况的检测具有重要意义.为研究高速动车组构架焊接后残余应力的分布状态及疲劳试验过程中残余应力变化趋势,对高铁转向架构架残余应力检测技术进行研究.通过该项技术的研究,获得指定高铁转向架构架应力分布状态(包括应力的方向、大小和分布位置)和疲劳试验过程中构架残余应力变化情况,并对焊后应力分布状态进行研究.

平头搅拌针调修是指在原有焊缝背面用无搅拌针的搅拌头对焊缝再次进行搅拌摩擦焊,使焊缝温度升高,改善FSW接头性能.对平头搅拌针不同调修次数的高速列车用6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头进行脉动拉伸疲劳试验,利用扫描电镜观察分析疲劳断口,试验结果表明:铝合金搅拌摩擦焊接头指定寿命为1×107次的中值疲劳极限随着搅拌针调修次数的增加而升高.平头搅拌针调修两次时焊接接头的疲劳极限强度较高,焊缝背面边缘是本次试验集中产生裂纹的部位.启裂区和扩展区疲劳纹清晰;终断区为深韧窝状花样的韧性断口.

为了解决120A型地铁转向架侧梁在组焊后出现弯曲及扭曲等焊接变形问题,在充分考虑侧梁组成的结构特性及材料特性等情况下,调整组装以及焊接工艺,采用预装反变形、刚性固定、优化焊接工艺参数、调整焊接顺序等手段,使得侧梁组成在整体组焊完成之后,弯曲、扭曲、垂头等一系列变形都控制在合理的尺寸公差范围内.避免了使用冷热调修等方法来保证侧梁组成的工艺尺寸,杜绝了经过调修所增加的应力集中、尺寸变化等问题的出现.

在建立B型地铁构架侧梁在有孔、无孔2种内部隔板结构基础上, 通过Hypermesh对2种隔板结构侧梁进行网格划分, 利用SYSWELD建立了B型地铁转向架构架侧梁应力场的有限元分析模型, 分析侧梁2种隔板结构下内外立板与隔板焊缝残余应力.结果表明:在隔板与侧梁焊缝周围结构较为简单时, 相对应焊缝残余应力数值在整条焊缝上变化趋势较为平缓;在隔板与侧梁焊缝周围结构较为复杂时, 相对应隔板角焊缝残余应力数值在整条焊缝上变化趋势较为复杂;有孔、无孔2种结构的残余应力峰值相当, 有孔结构降低残余应力的作用有限, 因此, 可以用无孔结构代替有孔结构, 实现自动焊接, 提高工作效率和经济效益.

针对B型地铁转向架侧梁焊接过程中存在的残余应力问题,利用Sysweld数值仿真技术研究在两种隔板结构下内外立板与下盖板焊缝残余应力分布情况.分析仿真模拟数据,得出结论:两种隔板结构残余应力峰值相当;有孔结构降低残余应力的作用有限,可用无孔结构代替有孔结构实现自动焊接,提高工作效率和经济效益.