一種機(jī)械式焊接變形測(cè)量裝置及客車骨架接頭焊接工藝優(yōu)化方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種機(jī)械式焊接變形測(cè)量裝置及客車骨架接頭焊接工藝優(yōu)化方法。其測(cè)量裝置包括工作平臺(tái)，二個(gè)凹形座對(duì)稱固定在工作平臺(tái)上；壓緊裝置分別連接在二個(gè)凹形座上；表座支架設(shè)在工作平臺(tái)上；一組測(cè)量?jī)x表固定在表座支架上。其優(yōu)化方法首先測(cè)量出焊接接頭的焊接變形；然后對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得加載斷面處的變形量；建立整車梁?jiǎn)卧Ｐ?；?duì)客車中不同規(guī)格接頭重復(fù)執(zhí)行上述步驟，獲得不同規(guī)格接頭的焊接變形應(yīng)力并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)；該裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單、操作方便、成本低、精度高，可測(cè)量不同形式客車骨架接頭在焊接過(guò)程中產(chǎn)生的彎曲及扭轉(zhuǎn)變形，該方法可為客車結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持，并為客車接頭焊接工藝的選擇提供有效的評(píng)價(jià)方法。
【專利說(shuō)明】一種機(jī)械式焊接變形測(cè)量裝置及客車骨架接頭焊接工藝優(yōu) 化方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種焊接變形測(cè)量裝置，更確切地說(shuō)，涉及一種機(jī)械式焊接變形測(cè)量 裝置以及基于此裝置的客車骨架接頭焊接工藝優(yōu)化方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在焊接過(guò)程中，焊縫金屬的熱脹冷縮導(dǎo)致工件在焊接后存在殘余變形。傳統(tǒng)的焊 接變形測(cè)量方法，如在工件上貼應(yīng)變片等，其測(cè)量精度較低；而光干涉法、光電變形測(cè)量法 以及應(yīng)用較廣的固定點(diǎn)重復(fù)測(cè)量方法的測(cè)量裝置均較為復(fù)雜，對(duì)測(cè)量環(huán)境要求嚴(yán)格，測(cè)量 成本較高且操作繁瑣，不適于實(shí)際工程中的批量測(cè)量。
[0003] 與簡(jiǎn)單焊接結(jié)構(gòu)的焊接殘余應(yīng)力不同，客車骨架接頭在焊接過(guò)程中焊接桿件由于 受到周圍結(jié)構(gòu)的約束而不能自由變形，導(dǎo)致桿件在焊后會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力（我們稱之為焊接 變形應(yīng)力），這種應(yīng)力的存在往往會(huì)降低焊接桿件的承載能力和機(jī)械性能。不同的焊接工 藝，如簡(jiǎn)單的改變焊接順序等，對(duì)焊接變形應(yīng)力的影響很大。因此，選擇合理的焊接工藝將 對(duì)骨架接頭強(qiáng)度的提高有著重要意義。
[0004] 目前，在進(jìn)行客車車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，由于缺少對(duì)不同焊接工藝下焊接變形應(yīng)力的 評(píng)價(jià)方法，設(shè)計(jì)人員往往忽略接頭處焊接變形應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響，而采用增加桿件截 面尺寸和增加焊角的方式來(lái)提高接頭的局部強(qiáng)度，在增加制造成本同時(shí)也不利于客車骨架 的輕量化設(shè)計(jì)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是要提供一種機(jī)械式焊接變形測(cè)量裝置及客車骨架接頭焊接工藝 優(yōu)化方法，該裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單、操作方便、成本低、精度高，可測(cè)量不同形式客車骨架接頭在焊 接過(guò)程中產(chǎn)生的彎曲及扭轉(zhuǎn)變形，該方法可為客車結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持，并為客 車接頭焊接工藝的選擇提供有效的評(píng)價(jià)方法。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007] -種機(jī)械式焊接變形測(cè)量裝置，包括一個(gè)矩形工作平臺(tái)，
[0008] 二個(gè)凹形座，內(nèi)設(shè)矩形凹槽且對(duì)稱固定在工作平臺(tái)的前、后兩側(cè)，用于支撐客車骨 架接頭的主梁；
[0009] 定位塊，分別設(shè)在二個(gè)凹形座的矩形凹槽內(nèi)，用于對(duì)所述主梁進(jìn)行定位；
[0010] 二個(gè)壓緊裝置，分別連接在二個(gè)凹形座上，用于對(duì)所述主梁壓緊；
[0011] 表座支架，垂直固定在工作平臺(tái)中部，用于支撐測(cè)量用的測(cè)量?jī)x表；
[0012] 一組測(cè)量?jī)x表，分別固定在表座支架上，用于對(duì)客車骨架接頭的焊接梁在焊接過(guò) 程中產(chǎn)生的位移、轉(zhuǎn)角進(jìn)行測(cè)量；
[0013] 金屬片，固定在所述焊接梁的端部，通過(guò)測(cè)量?jī)x表分別對(duì)金屬片兩端的位移進(jìn)行 測(cè)量從而得到焊接梁在焊接過(guò)程中產(chǎn)生的位移。
[0014] 作為進(jìn)一步優(yōu)選，在工作平臺(tái)的兩端對(duì)稱設(shè)有二組測(cè)量?jī)x表。
[0015] 作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述每組測(cè)量?jī)x表的數(shù)量為三個(gè)，其中每組中的兩個(gè)測(cè)量?jī)x表 對(duì)稱布置在所述焊接梁的兩側(cè)并且測(cè)桿垂直對(duì)應(yīng)所述金屬片，另外一個(gè)測(cè)量?jī)x表的測(cè)桿對(duì) 應(yīng)所述焊接梁的一側(cè)。
[0016] 作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述測(cè)量?jī)x表測(cè)量點(diǎn)到所述骨架接頭焊接區(qū)域的距離大于lm， 以對(duì)所測(cè)位移數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)放大，從而減小測(cè)量誤差。
[0017] 作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述凹形座和表座支架通過(guò)螺栓固定在工作平臺(tái)上，在工作平 臺(tái)上設(shè)有與所述凹形座對(duì)應(yīng)的多組定位螺孔，以調(diào)整凹形座與表座支架的相對(duì)位置，適應(yīng) 不同規(guī)格骨架接頭的測(cè)量要求。
[0018] 作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述壓緊裝置是由壓緊片和貫穿在壓緊片兩端的二組緊固螺栓 和壓力彈簧構(gòu)成，通過(guò)緊固螺栓與凹形座螺紋連接并通過(guò)壓緊片將所述主梁固定在凹形座 的矩形凹槽內(nèi)。
[0019] 作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述測(cè)量?jī)x表為機(jī)械式千分表。
[0020] 作為進(jìn)一步優(yōu)選，在所述凹形座的矩形凹槽底面設(shè)有半圓柱形凸起，以避免所述 主梁在固定過(guò)程中發(fā)生變形。
[0021] 一種客車骨架接頭焊接工藝優(yōu)化方法，包含步驟如下：
[0022] 1)使用機(jī)械式焊接變形測(cè)量裝置，測(cè)量出焊接接頭在不同焊接工藝下的焊接變 形；
[0023] 2)選擇骨架接頭中焊接梁的非焊接端為加載斷面，利用幾何轉(zhuǎn)換的方法對(duì)步驟 1)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得加載斷面處的位移、轉(zhuǎn)角變形量；
[0024] 3)建立整車梁?jiǎn)卧Ｐ停俑鶕?jù)所述加載斷面處的變形量，建立變形后的接頭殼 單元模型，假設(shè)將該接頭殼單元模型置于整車模型中，對(duì)整車模型的加載斷面進(jìn)行反向加 載使焊接梁恢復(fù)至變形前，進(jìn)而計(jì)算出客車骨架接頭在焊接過(guò)程中由于受到周圍桿件的約 束無(wú)法自由變形而在接頭局部產(chǎn)生的焊接變形應(yīng)力；
[0025] 4)對(duì)客車中不同規(guī)格接頭進(jìn)行步驟1)至步驟3)，獲得客車中不同規(guī)格接頭在不 同焊接工藝下的焊接變形應(yīng)力，并將焊接變形應(yīng)力存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)；
[0026] 5)在進(jìn)行客車接頭強(qiáng)度分析時(shí)，根據(jù)接頭具有多種不同焊接工藝，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中每 種焊接工藝的焊接變形應(yīng)力進(jìn)行數(shù)據(jù)提取與應(yīng)力疊加，以獲得更接近實(shí)際的客車骨架接頭 應(yīng)力；獲得最優(yōu)的接頭焊接工藝。
[0027] 作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述步驟4)中應(yīng)力疊加時(shí)，提取各個(gè)接頭殼單元的應(yīng)力分 量，根據(jù)等效應(yīng)力計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，以獲得更接近實(shí)際的接頭單元綜合應(yīng)力。
[0028] 本發(fā)明的有益效果是：
[0029] 1、本發(fā)明所涉及的一種機(jī)械式焊接變形測(cè)量裝置相比現(xiàn)有的測(cè)量裝置，在測(cè)量?jī)x 表方面，選用機(jī)械式千分表作為測(cè)量工具，對(duì)測(cè)量環(huán)境要求較低，可實(shí)現(xiàn)加工車間內(nèi)的測(cè) 量；在測(cè)量成本方面，本發(fā)明涉及的測(cè)量裝置遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于現(xiàn)有裝置；在操作流程方面，本發(fā)明 涉及的測(cè)量裝置更為簡(jiǎn)單方便，無(wú)需進(jìn)行繁瑣的數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)換，測(cè)量周期大大縮短，符合 當(dāng)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求；在測(cè)量精度方面，本發(fā)明涉及的測(cè)量裝置通過(guò)增加測(cè)量點(diǎn)到焊接區(qū)域 的距離，能夠?qū)y(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行放大，以減小測(cè)量誤差；在測(cè)量真實(shí)性方面，本發(fā)明涉及的測(cè) 量裝置通過(guò)金屬片及測(cè)量?jī)x表的布置，對(duì)金屬片兩端位移進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)幾何轉(zhuǎn)換的方法 獲得焊接客車骨架接頭的扭轉(zhuǎn)變形，使測(cè)量數(shù)據(jù)更為真實(shí)、全面。
[0030] 2、本發(fā)明涉及的客車骨架接頭焊接工藝的優(yōu)化方法利用所測(cè)得的焊接變形對(duì)客 車骨架接頭進(jìn)行有限元仿真分析，從而獲得客車接頭在焊接過(guò)程中由于受到周圍桿件的約 束無(wú)法自由變形而在接頭局部產(chǎn)生的焊接變形應(yīng)力；針對(duì)客車中不同規(guī)格接頭在不同焊接 工藝下的焊接變形應(yīng)力建立數(shù)據(jù)庫(kù)，在進(jìn)行客車接頭強(qiáng)度分析時(shí)，根據(jù)其實(shí)際焊接工藝對(duì) 數(shù)據(jù)庫(kù)中的焊接變形應(yīng)力進(jìn)行數(shù)據(jù)提取與應(yīng)力疊加，以獲得更接近實(shí)際的客車骨架接頭應(yīng) 力；該應(yīng)力的獲得可以為客車結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持，并為客車接頭焊接工藝的選 擇提供有效的評(píng)價(jià)方法。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0031] 圖1為本發(fā)明所述的焊接測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032] 圖2是圖1的A部放大圖。
[0033] 圖3為本發(fā)明所述的焊接測(cè)量裝置主要尺寸參數(shù)示意圖。
[0034] 圖4是圖3的左視圖。
[0035] 圖5是圖3的B部放大圖。
[0036] 圖6為本發(fā)明所述的焊接變形測(cè)量及位移、轉(zhuǎn)角計(jì)算原理示意圖。
[0037] 圖7是圖6的側(cè)視圖。
[0038] 圖8是圖7的局部放大圖。
[0039] 圖9是本發(fā)明所述T形接頭的結(jié)構(gòu)形式尺寸參數(shù)示意圖。
[0040] 圖10是本發(fā)明所述的殼單元應(yīng)力分量示意圖。
[0041] 圖11是本發(fā)明的整車梁殼混合模型示意圖。
[0042] 圖12為本發(fā)明的梁殼混合模型反向加載示意圖。
[0043] 圖13為本發(fā)明所述的客車骨架接頭焊接工藝優(yōu)化流程圖。
[0044] 圖中：1、工作平臺(tái)，2、主梁，3、第二焊接梁，4、第三焊接梁，5、第一焊接梁，6、測(cè)量 儀表，7、磁力座，8、金屬片，9、表座支架，901、T形鋼板，10、凹形座，101、半圓柱形凸起，11、 定位塊，12、壓緊片，13、壓力彈簧，14、緊固螺栓。

【具體實(shí)施方式】
[0045] 如圖1和圖2所示，本發(fā)明涉及的一種機(jī)械式焊接變形測(cè)量裝置，包括一個(gè)矩形工 作平臺(tái)1，該工作平臺(tái)1為鋼板或鑄鐵板制成。在工作平臺(tái)1上的前、后兩側(cè)對(duì)稱固定二個(gè) 凹形座10,在凹形座10內(nèi)設(shè)有矩形凹槽，用于支撐客車骨架接頭的主梁2 ;在所述矩形凹槽 內(nèi)的底面設(shè)有半圓柱形凸起101，以避免所述主梁2在固定過(guò)程中發(fā)生變形。在二個(gè)凹形座 10的矩形凹槽內(nèi)分別設(shè)有定位塊11，用于對(duì)所述主梁2進(jìn)行定位；所述定位塊11有多塊， 厚度依次為l〇mm、20mm、30mm等不同尺寸，以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同規(guī)格骨架接頭的定位工作。
[0046] 在二個(gè)凹形座10上分別連接一個(gè)壓緊裝置，用于對(duì)所述主梁2壓緊。所述壓緊裝 置是由壓緊片12和貫穿在壓緊片12兩端的二組緊固螺栓14和壓力彈簧13構(gòu)成，緊固螺 栓14與凹形座10通過(guò)螺紋連接，并將壓力彈簧13夾持在壓緊片12與凹形座10之間，通 過(guò)壓緊片12將所述主梁2固定在凹形座10的矩形凹槽內(nèi)并靠在定位塊11 一側(cè)。
[0047] 在工作平臺(tái)1中部位于二個(gè)凹形座10之間垂直固定有表座支架9,表座支架9上 端固定有T形鋼板901，用于支撐測(cè)量用的測(cè)量?jī)x表6。在表座支架9上設(shè)有一組測(cè)量?jī)x表 6,作為優(yōu)選，所述測(cè)量?jī)x表6為千分表，千分表通過(guò)其磁力座7固定在T形鋼板901上，用 于對(duì)垂直焊接在所述主梁2上的第一焊接梁5在焊接過(guò)程中產(chǎn)生的位移、轉(zhuǎn)角進(jìn)行測(cè)量。
[0048] 作為優(yōu)選，在工作平臺(tái)1的兩端對(duì)稱設(shè)有二組測(cè)量?jī)x表6,二組測(cè)量?jī)x表6通過(guò)其 磁力座固定在工作平臺(tái)1上，用于測(cè)量分別焊接在所述主梁2兩側(cè)的第二焊接梁3和第三 焊接梁4在焊接過(guò)程中產(chǎn)生的位移、轉(zhuǎn)角。在每根焊接梁上靠近其非焊接端部分別固定粘 接金屬片8,金屬片8長(zhǎng)度為200-400mm且與焊接梁垂直，通過(guò)測(cè)量?jī)x表6分別對(duì)金屬片8 兩端的位移進(jìn)行測(cè)量從而得到焊接梁在焊接過(guò)程中產(chǎn)生的位移。所述金屬片8表面拋光并 具有足夠剛度，以減小測(cè)量誤差。
[0049] 所述每組測(cè)量?jī)x表6的數(shù)量為三個(gè)，其中兩個(gè)測(cè)量?jī)x表6對(duì)稱布置在所述焊接梁 的兩側(cè)并且位于對(duì)應(yīng)金屬片8的同一側(cè)，兩個(gè)測(cè)量?jī)x表6的測(cè)桿垂直對(duì)應(yīng)所述金屬片8,另 外一個(gè)測(cè)量?jī)x表6的測(cè)桿對(duì)應(yīng)所述焊接梁的一側(cè)且與金屬片8平行。作為優(yōu)選，所述測(cè)量 儀表6測(cè)量點(diǎn)到所述骨架接頭焊接區(qū)域的垂直距離大于lm，以對(duì)所測(cè)位移數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)放 大，從而減小測(cè)量誤差。
[0050] 所述凹形座10和表座支架9分別通過(guò)螺栓固定在工作平臺(tái)1上，在工作平臺(tái)1上 設(shè)有與所述凹形座10對(duì)應(yīng)的多組定位螺孔，以調(diào)整凹形座10與表座支架9的相對(duì)位置，適 應(yīng)不同規(guī)格骨架接頭的測(cè)量要求。
[0051] 如圖13所示，本發(fā)明涉及的一種客車骨架接頭焊接工藝優(yōu)化方法，包含步驟如 下：
[0052] 1、根據(jù)客車中所測(cè)骨架接頭的結(jié)構(gòu)組成和尺寸規(guī)格對(duì)所述機(jī)械式焊接變形測(cè)量 裝置中的凹形座10、測(cè)量?jī)x表6的位置進(jìn)行選擇和調(diào)整，使用機(jī)械式焊接變形測(cè)量裝置測(cè) 量出焊接接頭在不同焊接工藝下的焊接變形；
[0053] 2、選擇骨架接頭中焊接梁的非焊接端為加載斷面，利用幾何轉(zhuǎn)換的方法對(duì)步驟1 測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得加載斷面處的位移、轉(zhuǎn)角等變形量；
[0054] 3、基于有限元仿真方法建立整車梁?jiǎn)卧Ｐ?，并?duì)所測(cè)接頭局部進(jìn)行處理。再根 據(jù)步驟2中所獲得的加載斷面處的變形量，建立變形后的接頭殼單元模型，并假設(shè)將該接 頭模型嵌于整車模型中，以剛性連接的方式進(jìn)行拼合，基于反向加載原理對(duì)整車梁殼混合 模型中的加載斷面進(jìn)行反向加載使焊接梁恢復(fù)至變形前，進(jìn)而計(jì)算出客車骨架接頭在焊接 過(guò)程中由于受到周圍桿件的約束無(wú)法自由變形而在接頭局部產(chǎn)生的焊接變形應(yīng)力；
[0055] 4、對(duì)客車中不同規(guī)格接頭重復(fù)進(jìn)行步驟1至步驟3,獲得客車中不同規(guī)格接頭在 不同焊接工藝下的焊接變形應(yīng)力，并將焊接變形應(yīng)力建立并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)；
[0056] 5、在進(jìn)行客車接頭強(qiáng)度分析時(shí)，根據(jù)接頭具有多種不同焊接工藝，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中每 種焊接工藝的焊接變形應(yīng)力進(jìn)行數(shù)據(jù)提取與應(yīng)力疊加，以獲得更接近實(shí)際的客車骨架接頭 應(yīng)力；根據(jù)該應(yīng)力為客車結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持，并為客車接頭焊接工藝的選擇提 供有效的評(píng)價(jià)方法，進(jìn)而獲得最優(yōu)的接頭焊接工藝。
[0057] 作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述步驟4中應(yīng)力疊加時(shí)，提取各個(gè)接頭殼單元的應(yīng)力分量， 根據(jù)米塞斯應(yīng)力（等效應(yīng)力）計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，以獲得更接近實(shí)際的接頭單元綜合應(yīng)力。 [0058] 下面以客車骨架接頭中常見(jiàn)的T形接頭為例，對(duì)本發(fā)明的焊接優(yōu)化方法進(jìn)行闡 述。
[0059] 1、參見(jiàn)附圖9,首先設(shè)定所選取的某全承載客車中一處T形接頭的結(jié)構(gòu)形式與尺 寸參數(shù)如下：主梁2的長(zhǎng)度尺寸為L(zhǎng) = 1130mm，截面尺寸為50*50mm，壁厚為3mm，焊接梁的 長(zhǎng)度尺寸為H = 880mm，截面尺寸為50*50mm，壁厚為3mm。
[0060] 如圖3-圖5所示，根據(jù)所測(cè)T形接頭的結(jié)構(gòu)形式與尺寸參數(shù)，確定該機(jī)械式焊接 變形測(cè)量裝置的主要尺寸參數(shù)如下：T形鋼板901的上表面到工作平臺(tái)1上表面的距離L 1 =0. 9米，設(shè)在T形鋼板901上的測(cè)量?jī)x表6測(cè)量點(diǎn)到工作平臺(tái)1上表面的距離L2 = I. 1 米，金屬片8 -側(cè)的兩個(gè)測(cè)量?jī)x表6測(cè)量點(diǎn)的相對(duì)距離L6 = 0. 3米，兩個(gè)凹形座10的相對(duì) 距離L7 = 0. 4米，凹形座10的矩形凹槽內(nèi)的半圓柱形凸起高度L8 = 0. 01米，凹形座10的 凹槽寬度1^9 = 0. 1米。
[0061] 如圖6-圖8所示，通過(guò)本發(fā)明所述的測(cè)量裝置測(cè)量該T形接頭焊接梁的焊接變形 參數(shù)，測(cè)得數(shù)據(jù)如下（單位：米）：
[0062] AX1 = 〇· 00074, AX2 = -〇· 00021，AY1 = 〇· 00063 ;
[0063] a = b = L6/2 = 0. 15, H1 = I. 03 ；
[0064] 其中，H1為測(cè)量?jī)x表6測(cè)量點(diǎn)到焊接主梁2上表面的距離；a、b為拋光金屬片8 - 側(cè)兩測(cè)量?jī)x表6測(cè)量點(diǎn)到焊接梁中間斷面的距離；ΛΧρ ΛΧ2、AY1可通過(guò)測(cè)量?jī)x表6直接 測(cè)得（ΔΧρ ΔΧ2、AY1為矢量，正方向如圖中坐標(biāo)系所示）。
[0065] 2、利用幾何轉(zhuǎn)換的方法對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；得出測(cè)量斷面的實(shí)際位移、轉(zhuǎn)角計(jì)

【權(quán)利要求】
1. 一種機(jī)械式焊接變形測(cè)量裝置，包括一個(gè)矩形工作平臺(tái)，其特征是： 二個(gè)凹形座，內(nèi)設(shè)矩形凹槽且對(duì)稱固定在工作平臺(tái)的前、后兩側(cè)，用于支撐客車骨架接 頭的主梁； 定位塊，分別設(shè)在二個(gè)凹形座的矩形凹槽內(nèi)，用于對(duì)所述主梁進(jìn)行定位； 二個(gè)壓緊裝置，分別連接在二個(gè)凹形座上，用于對(duì)所述主梁壓緊； 表座支架，垂直固定在工作平臺(tái)中部，用于支撐測(cè)量用的測(cè)量?jī)x表； 一組測(cè)量?jī)x表，分別固定在表座支架上，用于對(duì)客車骨架接頭的焊接梁在焊接過(guò)程中 產(chǎn)生的位移、轉(zhuǎn)角進(jìn)行測(cè)量； 金屬片，固定在所述焊接梁的端部，通過(guò)測(cè)量?jī)x表分別對(duì)金屬片兩端的位移進(jìn)行測(cè)量 從而得到焊接梁在焊接過(guò)程中產(chǎn)生的位移。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械式焊接變形測(cè)量裝置，其特征是：在工作平臺(tái)的兩 端對(duì)稱設(shè)有二組測(cè)量?jī)x表。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種機(jī)械式焊接變形測(cè)量裝置，其特征是：所述每組測(cè) 量?jī)x表的數(shù)量為三個(gè)，其中每組中的兩個(gè)測(cè)量?jī)x表對(duì)稱布置在所述焊接梁的兩側(cè)并且測(cè)桿 垂直對(duì)應(yīng)所述金屬片，另外一個(gè)測(cè)量?jī)x表的測(cè)桿對(duì)應(yīng)所述焊接梁的一側(cè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械式焊接變形測(cè)量裝置，其特征是：所述測(cè)量?jī)x表測(cè) 量點(diǎn)到所述骨架接頭焊接區(qū)域的距離大于lm，以對(duì)所測(cè)位移數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)放大，從而減小 測(cè)量誤差。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械式焊接變形測(cè)量裝置，其特征是：所述凹形座和表 座支架通過(guò)螺栓固定在工作平臺(tái)上，在工作平臺(tái)上設(shè)有與所述凹形座對(duì)應(yīng)的多組定位螺 孔，以調(diào)整凹形座與表座支架的相對(duì)位置，適應(yīng)不同規(guī)格骨架接頭的測(cè)量要求。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械式焊接變形測(cè)量裝置，其特征是：所述壓緊裝置是 由壓緊片和貫穿在壓緊片兩端的二組緊固螺栓和壓力彈簧構(gòu)成，通過(guò)緊固螺栓與凹形座螺 紋連接并通過(guò)壓緊片將所述主梁固定在凹形座的矩形凹槽內(nèi)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種機(jī)械式焊接變形測(cè)量裝置，其特征是：所述測(cè)量?jī)x 表為機(jī)械式千分表。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械式焊接變形測(cè)量裝置，其特征是：在所述凹形座的 矩形凹槽底面設(shè)有半圓柱形凸起，以避免所述主梁在固定過(guò)程中發(fā)生變形。
9. 一種使用如權(quán)利要求1所述機(jī)械式焊接變形測(cè)量裝置的客車骨架接頭焊接工藝優(yōu) 化方法，其特征在于，包含步驟如下： 1) 使用機(jī)械式焊接變形測(cè)量裝置，測(cè)量出焊接接頭在不同焊接工藝下的焊接變形； 2) 選擇骨架接頭中焊接梁的非焊接端為加載斷面，利用幾何轉(zhuǎn)換的方法對(duì)步驟1)測(cè) 量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得加載斷面處的位移、轉(zhuǎn)角變形量； 3) 建立整車梁?jiǎn)卧Ｐ停俑鶕?jù)所述加載斷面處的變形量，建立變形后的接頭殼單元 模型，假設(shè)將該接頭殼單元模型置于整車模型中，對(duì)整車模型的加載斷面進(jìn)行反向加載使 焊接梁恢復(fù)至變形前，進(jìn)而計(jì)算出客車骨架接頭在焊接過(guò)程中由于受到周圍桿件的約束無(wú) 法自由變形而在接頭局部產(chǎn)生的焊接變形應(yīng)力； 4) 對(duì)客車中不同規(guī)格接頭進(jìn)行步驟1)至步驟3)，獲得客車中不同規(guī)格接頭在不同焊 接工藝下的焊接變形應(yīng)力，并將焊接變形應(yīng)力存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)； 5)在進(jìn)行客車接頭強(qiáng)度分析時(shí)，根據(jù)接頭具有多種不同焊接工藝，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中每種焊 接工藝的焊接變形應(yīng)力進(jìn)行數(shù)據(jù)提取與應(yīng)力疊加，以獲得更接近實(shí)際的客車骨架接頭應(yīng) 力；獲得最優(yōu)的接頭焊接工藝。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種客車骨架接頭焊接工藝優(yōu)化方法，其特征在于：所述步 驟4)中應(yīng)力疊加時(shí)，提取各個(gè)接頭殼單元的應(yīng)力分量，根據(jù)等效應(yīng)力計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算， 以獲得更接近實(shí)際的接頭單元綜合應(yīng)力。
【文檔編號(hào)】B23K37/00GK104390576SQ201410485916
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】那景新, 袁正, 崔文波, 秦國(guó)鋒, 劉玉, 白霜, 陶士振, 張師源, 蔡亮, 楊丹瑒 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)