为准确预测驱动桥桥壳焊接结构疲劳寿命,建立了包括焊缝在内的驱动桥桥壳有限元模型。基于主S-N曲线法对桥壳焊接结构在右侧推力杆台架疲劳试验条件下的疲劳寿命进行预测,并与试验结果对比分析,验证了主S-N曲线法的准确性与先进性。然后利用Miner损伤原理选用90%可靠度的曲线计算实测载荷谱下桥壳各个焊缝150万公里行驶里程下的累积损伤,识别出疲劳薄弱位置。最后依据焊缝结构应力分布规律和刚度协调的原则,提出了提高焊接结构疲劳寿命的优化方案,结果表明,改进后薄弱的位置的累积损伤均降到1以下。

箱形结构是可以反映出铁路车辆的转向架典型焊接接头和真实约束度的实验试样。文中制造箱形结构试样并测量盖板对接焊缝周围的焊接残余应力。箱型结构有限元模型的残余应力分析使用的是顺序耦合热应力分析法，具体方法是首先设置整个模型的初始温度为20℃，再令焊缝区域温度升高到1700℃，其余区域的温度仍保持20℃，再让模型冷却到室温20℃，这样可以得到相应的温度场。然后再将得到的温度场作为热应力分析的已知条件，得到箱型结构焊接后的应力应变场，整个计算过程在Abaqus软件中实现。通过对比分析证明了测量得到的纵向残余应力值与通过有限元仿真得到的数值两者相似。