基于DVS1608 標準的高速動車組焊接結構疲勞強度評估

許慶霞

（青島四方龐巴迪鐵路運輸設備有限公司，山東 青島266111）

1 概述

隨著軌道車輛研發水平的提高，車輛輕量化的需求，鋁合“金材料以質量輕、強度高等優點，在軌道車輛得到廣泛的應用。德國鐵路鋁合金焊接接頭設計及疲勞強度評估標準DVS1608，2010 版”中疲勞強度評估方法，可以極便利的在設計中運用，使焊縫設計與生產及質檢統一起來。本文使用有限元軟件建立砂箱有限元模型,用DVS1608 評估方法來評估焊縫疲勞。

2 DVS1608 疲勞強度評估方法

鋁合金構件對應的疲勞壽命為1×107次，存活率為97.5%。

DVS1608-2010 采用距離焊縫5mm 處應變片應力進行評估。評估應力包括平行及垂直于焊縫的正應力，及相應剪應力。定義所有疲勞工況下平行及垂直于焊縫的正應力應力幅，及相應剪應力應力幅分別為σa∥，σa⊥及τa，對應的許用值為σap∥，σap⊥及τap。定義應力幅與許用應力幅的比值為利用系數，分別為Uf⊥，Uf∥，Ufτ，并設焊縫應力由相鄰單元的應力計算得到。

對于鋁合金構件根椐DVS 1608，焊縫疲勞強度利用系數由下式進行評估：

垂直于焊縫強度利用系數：

平行于焊縫強度利用系數：

焊縫剪切強度利用系數：

焊縫合成疲勞強度利用系數UFe根據以下公式計算：

焊縫的最大利用系數可表示為：

根據DVS 1608，焊縫疲勞強度利用系數應該滿足：UFmax燮1.0。

σa⊥zul、σa||zul和τzul由DVS 1608 獲得。該值與焊縫類型、焊接等級、受力方向、應力比、屈服強度、板厚等眾多因素相關。許用正應力幅和許用剪應力幅分別見公式（6）和（7）：

公式（6）和（7）中x 取值值考慮了焊縫類型，焊接等級等。Mσ為平均正應力影響系數，Mτ為平均剪應力影響系數。……