[发明专利]一种用于评定列车车体安全性的数据库的建立及使用方法

摘要

一种用于评定列车车体安全性的数据库的建立及使用方法。所述数据库的建立方法是：首先通过制备与列车车体上各个典型焊接部位对应的母材应力测试样和接头应力测试样，确定焊接部位接头区域和母材区域的疲劳安全应力值、应力腐蚀门槛值和压应力极限值。然后测量典型焊接部位的残余应力测试，确定各个焊接部位的安全等级，再根据列车的检修阶段的结果，修正焊接部位的安全等级，即建立可用于评定列车车体安全性的数据库。该数据库可对车体的应力状态优化提供精确的指导意见。在数据库的使用过程中，可经过各种方案不断优化焊接部位的残余应力状态，提高焊接部位的安全等级，指导生产下一列列车，使其残余应力状态趋于最优化，提高列车安全性能。

主权项

1.一种用于评定列车车体安全性的数据库的建立方法，包括以下步骤：A、测定应力安全值A1、制备应力测试样：收集列车车体上各个典型的焊接部位的材料种类、焊接接头形式和焊接方法，记所述焊接部位kn的材料种类为γn、焊接接头形式为δn、焊接方法为ηn，其中n为列车车体上典型的焊接部位kn的编号，n＝1,2,……N‑1,N，N为列车车体上典型的焊接部位kn的个数；选取与列车车体上各个典型的焊接部位kn相同材料种类γn的母材试板两批，对其中一批母材试板采取与所述各个焊接部位kn相同的焊接接头形式δn和焊接方法ηn进行焊接，焊接后进行去应力退火处理，得到与所述列车车体上各个典型的焊接部位kn接头区域对应的接头应力测试样sn，也即与所述材料种类γn、焊接接头形式δn和焊接方法ηn的组合对应的接头应力测试样sn；所述每个焊接部位kn接头区域对应多个相同的接头应力测试样sn；另一批母材试板不做任何处理，记为与所述列车车体上各个典型的焊接部位kn母材区域对应的母材应力测试样mn，也即与所述材料种类γn对应的母材应力测试样mn，每个焊接部位kn母材区域对应多个相同的母材应力测试样mn；A2、选取一组与每个焊接部位kn接头区域一一对应的接头应力测试样sn和母材应力测试样mn，进行疲劳试验，分别确定接头应力测试样sn的疲劳安全应力值σcn和母材应力测试样mn的疲劳安全应力值σdn；所述接头应力测试样sn的疲劳安全应力值σcn即为与所述接头应力测试样sn对应的焊接部位kn接头区域的疲劳安全应力值σcn，也即所述材料种类γn、焊接接头形式δn和焊接方法ηn的组合的疲劳安全应力值σcn；所述母材应力测试样mn的疲劳安全应力值σdn即为与所述母材应力测试样mn对应的焊接部位kn母材区域的疲劳安全应力值σdn，也即所述材料种类γn的疲劳安全应力值σdn；A3、选取一组与每个应力腐蚀敏感材料的焊接部位kn一一对应的接头应力测试样sn和母材应力测试样mn，进行应力腐蚀敏感性实验，分别确定所述接头应力测试样sn的应力腐蚀门槛值σan和母材应力测试样mn的应力腐蚀门槛值σbn；所述接头应力测试样sn的应力腐蚀门槛值σan即为与所述接头应力测试样sn对应的焊接部位kn接头区域的应力腐蚀门槛值σan，也即所述材料种类γn、焊接接头形式δn和焊接方法ηn的组合的应力腐蚀门槛值σan；所述母材应力测试样mn的应力腐蚀门槛值σbn即为与所述母材应力测试样mn对应的焊接部位kn母材区域的应力腐蚀门槛值σbn，也即所述材料种类γn的应力腐蚀门槛值σbn；A4、选取一组与每个薄壁材料的焊接部位kn一一对应的接头应力测试样sn和母材应力测试样mn，进行压应力敏感性试验，分别确定所述接头应力测试样sn的压应力极限值σen和母材应力测试样mn的压应力极限值σfn；所述接头应力测试样sn的压应力极限值σen即为与所述接头应力测试样sn对应的焊接部位kn接头区域的压应力极限值σen，也即所述材料种类γn、焊接接头形式δn和焊接方法ηn的组合的压应力极限值σen；所述母材应力测试样mn的压应力极限值σfn即为与所述母材应力测试样mn对应的焊接部位kn母材区域的压应力极限值σfn，也即所述材料种类γn的压应力极限值σfn；B、确定列车车体各个焊接部位kn的安全等级B1、对列车车体上各个典型的焊接部位kn的接头区域和母材区域进行无损残余应力测试，记焊接部位kn接头区域的残余应力为σin，记焊接部位kn母材区域的残余应力为σjn；B2、依次对比各个焊接部位kn接头区域的残余应力σin与所述焊接部位kn接头区域的疲劳安全应力值σcn、各个焊接部位kn母材区域的残余应力σjn与所述焊接部位kn母材区域的疲劳安全应力值σdn，若σin＜σcn且σjn＜σdn，记所述焊接部位kn的疲劳安全等级为优，否则，记所述焊接部位kn的疲劳安全等级为差；B3、若焊接部位kn为应力腐蚀敏感材料，则依次对比所述焊接部位kn接头区域的残余应力σin与所述焊接部位kn接头区域的应力腐蚀门槛值σan、所述焊接部位kn母材区域的残余应力σjn与所述焊接部位kn母材区域的应力腐蚀门槛值σbn，若σin＜σan且σjn＜σbn，记所述焊接部位kn的应力腐蚀敏感安全等级为优，否则，记所述焊接部位kn的应力腐蚀敏感安全等级为差；若焊接部位kn为不具有应力腐蚀敏感性的材料，则记所述焊接部位kn的应力腐蚀敏感安全等级为优；B4、若焊接部位kn为薄壁材料，则依次对比所述焊接部位kn接头区域的残余应力σin与所述焊接部位kn接头区域的压应力极限值σen、所述焊接部位kn母材区域的残余应力σjn与所述焊接部位kn母材区域的压应力极限值σfn，若σin＜σen且σjn＜σfn，记所述焊接部位kn的压应力安全等级为优，否则，记所述焊接部位kn的压应力安全等级为差；若焊接部位kn为非薄壁材料，则记所述焊接部位kn的压应力安全等级为优；C、建立初步数据库建立初步数据库，所述数据库包括：1.列车基本信息；2.列车车体上各个焊接部位kn在车体上的位置；3.焊接部位kn的尺寸信息、材料种类γn、焊接接头形式δn和焊接方法ηn；4.A步得到的所述焊接部位kn接头区域的应力腐蚀门槛值σan、疲劳安全应力值σcn和压应力极限值σen，所述焊接部位kn母材区域的应力腐蚀门槛值σbn、疲劳安全应力值σdn和压应力极限值σfn；5.B步中对所述焊接部位kn进行残余应力测试的测试位置、测试状态、测试得到的所述焊接部位kn接头区域的残余应力σin和母材区域的残余应力σjn、所述焊接部位kn的疲劳安全等级、应力腐蚀敏感安全等级和压应力安全等级；D、数据库修正在列车服役过程中的检修阶段对各个焊接部位kn进行残余残余应力破坏情况检测，根据检测结果对C步建立的数据库中所述焊接部位kn的安全等级进行修正:如果焊接部位kn出现疲劳破坏，但数据库中所述焊接部位kn的疲劳安全等级为优，则修正数据库中所述焊接部位kn的疲劳安全等级为良；如果焊接部位kn未出现疲劳破坏，但数据库中所述焊接部位kn的疲劳安全等级为差，则修正数据库中所述焊接部位kn的疲劳安全等级为良；如果应力腐蚀敏感材料的焊接部位kn出现应力腐蚀破坏，但数据库中所述焊接部位kn的应力腐蚀敏感安全等级为优，则修正数据库中所述焊接部位kn的应力腐蚀敏感安全等级为良；如果应力腐蚀敏感材料的焊接部位kn未出现应力腐蚀破坏，但数据库中所述焊接部位kn的应力腐蚀敏感安全等级为差，则修正数据库中所述焊接部位kn的应力腐蚀敏感安全等级为良；如果薄壁材料的焊接部位kn出现压应力失稳，但数据库中所述焊接部位kn的压应力安全等级为优，则修正数据库中所述焊接部位kn的压应力安全等级为良；如果薄壁材料的焊接部位kn未出现压应力失稳，但数据库中所述焊接部位kn的压应力安全等级为差，则修正数据库中所述焊接部位kn的压应力安全等级为良；完成数据库中所述焊接部位kn安全等级的修正，即完成用于评定列车车体安全性的数据库的建立。