大載重過渡平車底架焊縫應(yīng)力分析

路奇　張秋敏

摘要：本文以中車唐山機(jī)車車輛有限公司（以下簡稱唐山公司）設(shè)計制造的大載重過渡平車為研究對象，通過對底架焊縫接頭（熱影響區(qū)）的應(yīng)力分析，結(jié)合車體靜強(qiáng)度試驗，闡明了搭接焊縫不同區(qū)域下的應(yīng)力影響。

關(guān)鍵詞：大載重過渡平車 焊接結(jié)構(gòu) 車體靜強(qiáng)度試驗 接頭應(yīng)力

1 大載重過渡平車介紹

大載重過渡平車由活動側(cè)墻、活動端墻、和底架組成。底架主要由中梁組成、枕梁組成、側(cè)梁、主橫梁、地板等構(gòu)成。底架側(cè)梁為材質(zhì)為Q235-A，枕梁腹板采用Q235-A鋼板，下蓋板以及支撐轉(zhuǎn)向架的墊座采用Q345E鋼板，枕外橫梁材質(zhì)均為09 CuPCrNi-A，且都是折彎成槽鋼形式。大載重過渡平車中梁組成與大橫梁為a6的搭接角焊縫。

2 焊縫接頭對工作應(yīng)力的影響

焊縫接頭總是存在著幾何形狀、尺寸的變化，有時還會存在某種焊接缺陷，造成接頭幾何形狀、尺寸的突變或不連續(xù)，從而在接頭承受外力作用時，導(dǎo)致接頭中力流線的偏轉(zhuǎn)及分布不均勻。在接頭的局部區(qū)域（σmax） 高于平均應(yīng)力值（σm）。應(yīng)力集中程度的大小，常以應(yīng)力集中系數(shù)KT=σmax/σm表示。也就是說，應(yīng)力集中系數(shù)KT值越大，則應(yīng)力集中程度也越大，亦即應(yīng)力分布越不均勻。焊縫接頭中實際工作應(yīng)力的分布是不均勻的。局部高應(yīng)力區(qū)（應(yīng)力集中區(qū)）可能使焊縫接頭的安全性受到損害。

3 大載重過渡平車車體靜強(qiáng)度試驗數(shù)據(jù)分析

大載重平車按照TB/T 1335-1996《鐵道車輛強(qiáng)度設(shè)計及試驗鑒定規(guī)范》的有關(guān)要求進(jìn)行了車體靜強(qiáng)度試驗。

試驗期間在中梁區(qū)域新增加16個應(yīng)力測點，新增應(yīng)力測點均在枕內(nèi)中梁組成搭接焊縫（或熱影響區(qū)）敏感區(qū)域內(nèi)，且各測點在車體左右距離對稱側(cè)，如圖1所示

新增應(yīng)力測點距離焊縫（或熱影響區(qū)）10mm至145mm不等，如表1所示（試驗數(shù)據(jù)節(jié)選）。

表中所示測點均在枕內(nèi)中梁組成搭接焊縫（或熱影響區(qū)）敏感區(qū)域內(nèi)，每組測點不僅在車體左右對稱，在車體前后亦為對稱結(jié)構(gòu)。測試點C01、C01為左右對稱結(jié)構(gòu)（以下類同），從表中數(shù)據(jù)可以看出結(jié)構(gòu)相同的應(yīng)力測點距焊縫（或熱影響區(qū)）越近，其測試值越大（反之越?。?。如C02距焊縫的距離大于C02距焊縫的距離，C02其拉伸、壓縮測試值均小于C02的測試值。

在整車結(jié)構(gòu)中C01、C01與C08、C08兩組互為對稱結(jié)構(gòu)，C01、C01整體距焊縫的距離小于C08、C08的距焊縫的距離，C01、C02其拉伸、壓縮測試值均大于C08、C08的測試值。

4 結(jié)束語

通過對大載重過渡平車底架焊縫接頭區(qū)域的應(yīng)力分析，可以看出測點應(yīng)力受搭接焊縫應(yīng)力集中影響較大，離焊縫接頭處（或熱影響區(qū)）越近，其應(yīng)力越大，應(yīng)力集中越明顯。因此在車體設(shè)計階段盡量避免車體載荷敏感區(qū)域出現(xiàn)較多的搭接焊縫。

參考文獻(xiàn)：

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3.郭斌.無中梁米軌動車組底架鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與強(qiáng)度分析.鐵道機(jī)車車輛，2013（10）：39-43