[发明专利]一种机械式焊接变形测量装置及客车骨架接头焊接工艺优化方法

权利要求书

1.一种机械式焊接变形测量装置，包括一个矩形工作平台，其特征是：

二个凹形座，内设矩形凹槽且对称固定在工作平台的前、后两侧，用于支撑客车骨架接头的主梁；

定位块，分别设在二个凹形座的矩形凹槽内，用于对所述主梁进行定位；

二个压紧装置，分别连接在二个凹形座上，用于对所述主梁压紧；

表座支架，垂直固定在工作平台中部，用于支撑测量用的测量仪表；

一组测量仪表，分别固定在表座支架上，用于对客车骨架接头的焊接梁在焊接过程中产生的位移、转角进行测量；

金属片，固定在所述焊接梁的端部，通过测量仪表分别对金属片两端的位移进行测量从而得到焊接梁在焊接过程中产生的位移。

2.根据权利要求1所述的一种机械式焊接变形测量装置，其特征是：在工作平台的两端对称设有二组测量仪表。

3.根据权利要求1或2所述的一种机械式焊接变形测量装置，其特征是：所述每组测量仪表的数量为三个，其中每组中的两个测量仪表对称布置在所述焊接梁的两侧并且测杆垂直对应所述金属片，另外一个测量仪表的测杆对应所述焊接梁的一侧。

4.根据权利要求1所述的一种机械式焊接变形测量装置，其特征是：所述测量仪表测量点到所述骨架接头焊接区域的距离大于1m，以对所测位移数据进行适当放大，从而减小测量误差。

5.根据权利要求1所述的一种机械式焊接变形测量装置，其特征是：所述凹形座和表座支架通过螺栓固定在工作平台上，在工作平台上设有与所述凹形座对应的多组定位螺孔，以调整凹形座与表座支架的相对位置，适应不同规格骨架接头的测量要求。

6.根据权利要求1所述的一种机械式焊接变形测量装置，其特征是：所述压紧装置是由压紧片和贯穿在压紧片两端的二组紧固螺栓和压力弹簧构成，通过紧固螺栓与凹形座螺纹连接并通过压紧片将所述主梁固定在凹形座的矩形凹槽内。

7.根据权利要求1或2所述的一种机械式焊接变形测量装置，其特征是：所述测量仪表为机械式千分表。

8.根据权利要求1所述的一种机械式焊接变形测量装置，其特征是：在所述凹形座的矩形凹槽底面设有半圆柱形凸起，以避免所述主梁在固定过程中发生变形。

9.一种使用如权利要求1所述机械式焊接变形测量装置的客车骨架接头焊接工艺优化方法，其特征在于，包含步骤如下：

1)使用机械式焊接变形测量装置，测量出焊接接头在不同焊接工艺下的焊接变形；

2)选择骨架接头中焊接梁的非焊接端为加载断面，利用几何转换的方法对步骤1)测量的数据进行处理，获得加载断面处的位移、转角变形量；

3)建立整车梁单元模型，再根据所述加载断面处的变形量，建立变形后的接头壳单元模型，假设将该接头壳单元模型置于整车模型中，对整车模型的加载断面进行反向加载使焊接梁恢复至变形前，进而计算出客车骨架接头在焊接过程中由于受到周围杆件的约束无法自由变形而在接头局部产生的焊接变形应力；

4)对客车中不同规格接头进行步骤1)至步骤3)，获得客车中不同规格接头在不同焊接工艺下的焊接变形应力，并将焊接变形应力存储到数据库；

5)在进行客车接头强度分析时，根据接头具有多种不同焊接工艺，对数据库中每种焊接工艺的焊接变形应力进行数据提取与应力叠加，以获得更接近实际的客车骨架接头应力；获得最优的接头焊接工艺。

10.根据权利要求9所述的一种客车骨架接头焊接工艺优化方法，其特征在于：所述步骤4)中应力叠加时，提取各个接头壳单元的应力分量，根据等效应力计算公式进行计算，以获得更接近实际的接头单元综合应力。