技术领域
[0001] 本
发明涉及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，属于高速列车安全评定与维护领域。
背景技术
[0002] 随着中国高速列车轨道交通的飞速发展，
焊接作为轨道交通高速列车中的一项关键技术，焊接
质量在一定程度也决定高速列车车辆的质量，焊接残余应
力水平是评价焊接质量的重要标准，因为焊接残余
应力产生的破坏是接头区域破坏的主要原因，焊接残余应力的破坏主要包括降低疲劳寿命，增加应力
腐蚀敏感性，引起焊接结构失稳
变形，降低结构
刚度等。轨道交通高速列车车体结构复杂，
焊缝数目多，交叉焊缝结构数量也较大，生产
制造过程中较高强度的夹具等都会带来较高的残余应力。复杂的结构对各个
位置的应力状态要求也具有较为明显的差异，如非主要承载部件的侧墙，顶棚，地板具有偏高的残余拉应力通常也不会降低结构的安全可靠性，但由于侧墙，顶棚，地板通常使用厚度较薄的
铝合金材料，较高的残余压应力通常会引起较为明显的失稳变形，降低结构的尺寸
精度；而底架结构属于主要承载结构，结构复杂，且使用的材料通常为强度较高的7系
铝合金，但7系铝合金具有较强的
应力腐蚀敏感性，较高的残余拉应力对底架架构容易产生严重危害，但如果底架存在较高的残余压应力，可以明显提高底架结构的安全可靠性。
[0003] 目前对于高速列车的残余应力研究仅仅停留在车体残余应力测试、与以往车体残余应力测试结果简单比较等较浅层次，复杂车体导致残余应力测试数据量庞大，难以通过科学有效的方法对其进行分析以及应用，当出现残余应力破坏时，才根据实际情况进行应力处理，未能制定
预防方案。
发明内容
[0004] 本发明的一个发明目的是提供一种用于评定列车车体安全性的数据库的建立方法。该数据库综合利用车体的残余应力测试结果、根据测试位置材料以及接头区域的特征，并结合实验室的测试结果，评定车体的应力状态。
[0005] 本发明实现其发明目的所采取的技术方案是：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：
[0006] A、测定应力安全值
[0007] 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；
[0008] 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；
[0009] 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；
[0010] 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；
[0011] 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；
[0012] B、确定列车车体各个焊接部位kn的安全等级
[0013] 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；
[0014] 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；
[0015] 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；
[0016] 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；
[0017] C、建立初步数据库
[0018] 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；
[0019] D、数据库修正
[0020] 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:
[0021] 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；
[0022] 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；
[0023] 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；
[0024] 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。
[0025] 上述发明方案A步得到的应力安全值，即焊接部位kn接头区域和母材区域的应力腐蚀门槛值、疲劳安全应力值和压应力极限值主要和材料种类、焊接接头形式和焊接方法有关，所以所述焊接部位kn接头区域的疲劳安全应力值σcn、应力腐蚀门槛值σan和压应力极限值σen，也即所述材料种类γn、焊接接头形式δn和焊接方法ηn的组合的疲劳安全应力值σcn、应力腐蚀门槛值σan和压应力极限值σen；所述焊接部位kn母材区域的疲劳安全应力值σdn、应力腐蚀门槛值σbn和压应力极限值σfn也即所述材料种类γn的疲劳安全应力值σdn、应力腐蚀门槛值σbn和压应力极限值σfn。
[0026] 本发明中的疲劳安全值是指工作
载荷相互
叠加会发生疲劳寿命明显下降的一个数值。现在列车车体焊接部位材料主要有对高
铁材料5、6、7系铝合金，进行疲劳实验时，当残余拉应力值达到
抗拉强度的80％时(抗拉强度为通过不少于三组平行试样拉伸断裂时所施加应力的平均值)，疲劳寿命下降明显。6系铝合金母材区域的疲劳安全应力值为164MPa，焊接接头区域的疲劳安全应力值为96MPa，5系铝合金母材区域的疲劳安全应力值为100MPa，焊接接头区域的疲劳安全应力值为100MPa，7系板材铝合金母材区域的疲劳安全应力值为156MPa，焊接接头区域的疲劳安全应力值为140.8MPa，7系
型材铝合金母材区域的疲劳安全应力值为196MPa，焊接接头区域的疲劳安全应力值为164MPa。
[0027] 现在列车车体材料中发生应力腐蚀性的材料仅为底架上使用的7系铝合金，其应力腐蚀门槛值的求法参照《高速列车A7N01S－T5铝合金应力腐蚀行为研究》，材料科学与工艺，2012，20(4)，134-139，经实验得到7系铝合金的应力腐蚀门槛值为125MPa。
[0028] 薄壁材料具有较为明显的压应力敏感性(高铁车体中厚度小于等于4mm的材料都定义为本发明中的薄壁材料)，当压应力达到一定数值时，容易引起失稳变形，实验室通过对薄壁材料首先进行去应力退火处理，然后通过万能力学试验机对薄壁材料进行施加压应力，当薄壁材料发生失稳变形时，确定此时施加的压应力为失稳变形的应力值，由于高速列车在服役的过程中还会受到自身载荷作用，所以试验得出的压应力值为最高应力值，由于车体自身附加载荷(即车体其它部件对所研究部位的
挤压，拉伸，约束作用，或者
行车制动的过程中对所研究的部位产生挤压或者拉伸)相对较小，实际的失稳变形安全值要也稍微低于试验值。比如在试验室对5系和6系铝合金薄板进行了失稳变形试验，发现5系薄壁铝合金母材区域的压应力极限值为100MPa，焊接接头区域的压应力极限值为100Mpa；6系薄壁铝合金母材区域的压应力极限值为164MPa，焊接接头区域的压应力极限值为96Mpa。
[0029] 在步骤C中，初步建立的数据库中列车基本信息包括列车型号；列车车体上各个焊接部位kn在车体上的位置包括顶棚、侧墙、端墙、门
角、窗角、底架、牵引梁、缓冲梁、边梁、枕梁、地板、横梁；焊接部位kn的尺寸信息包括材料厚度；材料种类γn包括5系铝合金、6铝合金和7系铝合金；焊接接头形式δn包括对接接头，搭接接头，十字接头，T型接头等；焊接方法ηn包括弧焊，手工焊，搅拌焊接，
摩擦焊接等；测试状态包括原材料状态、大部件状态、总成状态等、焊接工艺参数包括焊接材料型号、焊接材料厚度、焊接方法、线
能量、接头形式、焊道层数、焊接
电压、焊接
电流、速度等。
[0030] 与
现有技术相比，本发明方案的有益效果是：
[0031] 一、高速列车车体结构复杂，焊缝数据较多，每次残余应力测试数据量庞大。本发明方法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。然后实际测量车体上典型焊接部位的残余应力测试，确定列车车体各个焊接部位的安全等级，再根据列车的检修阶段的检修结果，
对焊接部位的安全等级进行修正，建立可用于评定列车车体安全性的数据库。该数据库将众多的残余应力测试数据与测试位置的特征统筹并建立数据库，可以更清楚分析列车残余应力状态，且对车体的应力状态优化，优化结构设计，评定列车的安全可靠性提供精确的指导意见。
[0032] 二、焊接残余应力的破坏主要包括降低疲劳寿命，增加应力腐蚀敏感性，引起焊接结构失稳变形，本发明方法建立的数据库充分考虑了上述三个原因，评价焊接部位的疲劳安全等级、应力腐蚀敏感安全等级和压应力安全等级。这样可以更加客观准确地评价列车车体各个焊接部位的安全性。
[0033] 三、本发明方法对焊接部位的疲劳安全等级、应力腐蚀敏感安全等级和压应力安全等级进行了优、良、差三级划分，充分考虑了实验室得到的应力安全值、实际测量的车体各个焊接部位的残余应力值和列车服役中的实际应力破坏情况，更加客观准确地评价列车车体各个焊接部位的安全等级。
[0034] 四、由于焊接部位接头区域盒母材区域微观组织和残余应力差异都很大，本发明方法建立数据库，对焊接部位进行安全等级评价时，既考虑焊接部位接头区域的安全状况，又考虑了接头区域母材区域的安全状况，更加客观准确地评价焊接部位的安全等级，提高了数据库的科学性。
[0035] 五、根据本发明方法建立的数据库中各个焊接部位的安全等级，可经过实验不断优化等级为差的接头区域的材料、焊接工艺参数等，用于指导新列车车体的制造，不断提高列车的安全性能，且成本低，大大节省了提高列车安全性能的人力物力和财力。
[0036] 进一步，本发明步骤A4、B4和D中所述的薄壁材料是指厚度小于或等于4mm的材料。厚度小于或等于4mm的材料压应力敏感性明显。
[0037] 进一步，本发明所述步骤B1中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的无损残余应力测试为
X射线法残余应力测试或
超声波法残余应力测试。这两种无损测试方法是较为成熟、测试精度较高的残余应力测试方式。
[0038] 进一步，本发明所述步骤B1中对列车车体上各个典型焊接部位kn的接头区域和母材区域进行无损残余应力测试时，测试点的布置方式是：在接头区域的焊缝区和热影响区以2-8mm垂直于焊缝方向的间距布置测试点，在母材区域以8-40mm垂直于焊缝方向的间距布置测试点；记所述焊接部位kn接头区域测得的各测试点中最大残余应力值为所述焊接部位kn接头区域的残余应力σin，记所述焊接部位kn母材区域测得的各测试点中最大残余应力值为所述焊接部位kn母材区域的残余应力为σjn。
[0039] 这样，焊缝附近测试区域间距较小，远离焊缝位置测试区域间距较大，以充分表征焊接接头的应力梯度。
[0040] 本发明还提出了上述用于评定列车车体安全性的数据库的使用方法，包括以下步骤：
[0041] a、根据D步建立的数据库，对疲劳安全等级、应力腐蚀敏感安全等级和压应力安全等级中存在安全等级为良或差的焊接部位kn，从数据库中调出所述焊接部位kn的尺寸信息、材料种类γn、焊接接头形式δn、焊接方法ηn和焊接工艺参数；选取与所述焊接部位kn相同材料种类γn和厚度的母材试板，调整从数据库中调出的所述焊接部位kn的焊接工艺参数，按照从数据库中调出的所述焊接部位kn的焊接接头形式δn、焊接方法ηn和调整后的焊接工艺参数对所述母材试板进行焊接，得到与所述焊接部位kn对应的优化试验样Tn；
[0042] b、对a步中得到的优化试验样Tn进行残余应力测试，记优化试验样Tn接头区域的残余应力为σxn，记优化试验样Tn母材区域的残余应力为σyn；
[0043] 依次对比所述优化试验样Tn接头区域的残余应力σxn和与所述优化试验样Tn对应的焊接部位kn接头区域的疲劳安全应力值σcn、所述优化试验样Tn母材区域的残余应力σyn和与所述优化试验样Tn对应的焊接部位kn母材区域的疲劳安全应力值σdn，若σxn＜σcn且σyn＜σdn，记所述优化试验样Tn的疲劳安全等级为优，否则，记所述优化试验样Tn的疲劳安全等级为差；
[0044] 若优化试验样Tn为应力腐蚀敏感材料，则依次对比所述优化试验样Tn接头区域的残余应力σxn和与所述优化试验样Tn对应的焊接部位kn接头区域的应力腐蚀门槛值σan、所述优化试验样Tn母材区域的残余应力σyn和与所述优化试验样Tn对应的焊接部位kn母材区域的应力腐蚀门槛值σbn，若σxn＜σan且σyn＜σbn，记所述优化试验样Tn的应力腐蚀敏感安全等级为优，否则，记所述优化试验样Tn的应力腐蚀敏感安全等级为差；若优化试验样Tn为不具有应力腐蚀敏感性的材料，则记所述优化试验样Tn的应力腐蚀敏感安全等级为优；
[0045] 若优化试验样Tn为薄壁材料，则依次对比所述优化试验样Tn接头区域的残余应力σxn和与所述优化试验样Tn对应的焊接部位kn接头区域的压应力极限值σen、所述优化试验样Tn母材区域的残余应力σyn和与所述优化试验样Tn对应的焊接部位kn母材区域的压应力极限值σfn，若σxn＜σen且σyn＜σfn，记所述优化试验样Tn的压应力安全等级为优，否则，记所述优化试验样Tn的压应力安全等级为差；若优化试验样Tn为非薄壁材料，则记所述优化试验样Tn的压应力安全等级为优；
[0046] c、若b步中判定的所述优化试验样Tn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均为优，则用所述优化试验样Tn的焊接工艺参数替换数据库中与所述优化试验样Tn对应的焊接部位kn的初始焊接工艺参数；否则，进行步骤d；
[0047] d、如果所述优化试验样Tn的应力腐蚀敏感安全等级和疲劳安全等级的其中一项为差或者两项均为差，压应力安全等级为优，进行步骤e的优化操作；如果所述优化试验样Tn的压应力安全等级为差，应力腐蚀敏感安全等级和疲劳安全等级均为优，进行步骤f的优化操作；如果所述优化试验样Tn的压应力安全等级为差，应力腐蚀敏感安全等级和疲劳安全等级的其中一项为差或者两项均为差，进行步骤g的优化操作；
[0048] e、对所述优化试验样Tn进行
超声波冲击或者
喷丸残余应力优化，得到残余应力优化后的与所述焊接部位kn对应的优化试验样Tn2；用所述优化试验样Tn2代替步骤b中的优化试验样Tn，然后按照步骤b判定优化试验样Tn2的安全等级；若所述优化试验样Tn2的应力腐蚀敏感安全等级和疲劳安全等级均为优，则将超声波冲击或喷丸优化参数录入数据库的与所述优化试验样Tn2对应的焊接部位kn的焊接工艺参数中；否则，进行步骤g；
[0049] f、从数据库中调出与所述优化试验样Tn对应的焊接部位kn的尺寸信息、材料种类γn、焊接接头形式δn、焊接方法ηn和焊接工艺参数，对焊接部位kn进行重新设计，提高材料厚度，并相应调整焊接工艺参数；根据重新设计的材料厚度选取母材试板，按照从数据库中调出的所述焊接部位kn的焊接接头形式δn、焊接方法ηn和调整后的焊接工艺参数对所述母材试板进行焊接，制备与所述焊接部位kn对应的优化试验样Tn3；
[0050] 用所述优化试验样Tn3代替步骤b中的优化试验样Tn，然后按照步骤b判定优化试验样Tn3的安全等级；若所述优化试验样Tn3的压应力安全等级、疲劳安全等级和应力腐蚀敏感安全等级均为优，则将重新设计的材料厚度和调整的焊接工艺参数录入数据库，代替数据库中与所述优化试验样Tn3对应的焊接部位kn的初始尺寸信息和焊接工艺参数；否则，进行步骤g；
[0051] g、从数据库中调出与所述优化试验样Tn对应的焊接部位kn的尺寸信息、材料种类γn、焊接接头形式δn、焊接方法ηn和焊接工艺参数，通过更换材料种类、调整材料厚度、重新设计焊接接头形式、变更焊接方法、调整焊接工艺参数等手段对所述优化试验样Tn对应的焊接部位kn进行重新设计，根据重新设计的材料种类和材料厚度选取母材试板，按照重新设计后的焊接接头形式δn、焊接方法ηn和焊接工艺参数对所述母材试板进行焊接，制备与所述焊接部位kn对应的优化试验样Tn4；
[0052] 记所优化试验样Tn4的材料种类为γ’n、焊接接头形式为δ’n、焊接方法为η’n，在步骤A中找到与所述材料种类γ’n、焊接接头形式δ’n和焊接方法η’n的组合完全相同的材料种类、焊接接头形式和焊接方法的组合，即可确定所述材料种类γ’n、焊接接头形式δ’n和焊接方法η’n的组合的疲劳安全应力值σ’cn、应力腐蚀门槛值σ’an和压应力极限值σ’en，也即所述优化试验样Tn4接头区域的疲劳安全应力值σ’cn、应力腐蚀门槛值σ’an和压应力极限值σ’en；在步骤A中找出与所述材料种类γ’n完全相同的材料种类，即可确定所述材料种类γ’n的疲劳安全应力值σ’dn、应力腐蚀门槛值σ’bn和压应力极限值σ’fn；也即所述优化试验样Tn4母材区域的疲劳安全应力值σ’dn、应力腐蚀门槛值σ’bn和压应力极限值σ’fn；
[0053] 用所述优化试验样Tn4代替步骤b中的优化试验样Tn，用所述优化试验样Tn4接头区域的疲劳安全应力值σ’cn、应力腐蚀门槛值σ’an和压应力极限值σ’en代替步骤b中的与所述优化试验样Tn对应的焊接部位kn接头区域的疲劳安全应力值σcn、应力腐蚀门槛值σan和压应力极限值σen；用所述优化试验样Tn4母材区域的疲劳安全应力值σ’dn、应力腐蚀门槛值σ’bn和压应力极限值σ’fn代替步骤b中的与所述优化试验样Tn对应的焊接部位kn母材区域的疲劳安全应力值σdn、应力腐蚀门槛值σbn和压应力极限值σfn，然后按照步骤b判定优化试验样Tn4的安全等级；
[0054] 若所述优化试验样Tn4的压应力安全等级、疲劳安全等级和应力腐蚀敏感安全等级均为优，则将重新设计的材料种类、材料厚度、焊接接头形式、焊接方法、焊接工艺参数录入数据库，更新数据库中与所述优化试验样Tn4对应的焊接部位kn的初始尺寸信息、材料种类γn、焊接接头形式δn、焊接方法ηn和焊接工艺参数，并将所述优化试验样Tn4接头区域的疲劳安全应力值σ’cn、应力腐蚀门槛值σ’an和压应力极限值σ’en录入数据库，更新数据库中与所述优化试验样Tn4对应的焊接部位kn接头区域的疲劳安全应力值σcn、应力腐蚀门槛值σan和压应力极限值σen，将所述优化试验样Tn4母材区域的疲劳安全应力值σ’dn、应力腐蚀门槛值σ’bn和压应力极限值σ’fn录入数据库，更新数据库中与所述优化试验样Tn4对应的焊接部位kn母材区域的疲劳安全应力值σdn、应力腐蚀门槛值σbn和压应力极限值σfn；
[0055] 若所述优化试验样Tn4的压应力安全等级、疲劳安全等级和应力腐蚀敏感安全等级不均为优，进行步骤h；
[0056] h、反复按照步骤g进行重新设计、调整，直至可以使所述优化试验样Tn4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均为优，将重新设计的材料种类、材料厚度、焊接接头形式、焊接方法、焊接工艺参数录入数据库，更新数据库中与所述优化试验样Tn4对应的焊接部位kn的初始尺寸信息、材料种类γn、焊接接头形式δn、焊接方法ηn和焊接工艺参数，并将所述优化试验样Tn4接头区域的疲劳安全应力值σ’cn、应力腐蚀门槛值σ’an和压应力极限值σ’en录入数据库，更新与所述优化试验样Tn4对应的焊接部位kn接头区域的疲劳安全应力值σcn、应力腐蚀门槛值σan和压应力极限值σen，将所述优化试验样Tn4母材区域的疲劳安全应力值σ’dn、应力腐蚀门槛值σ’bn和压应力极限值σ’fn录入数据库，更新与所述优化试验样Tn4对应的焊接部位kn母材区域的疲劳安全应力值σdn、应力腐蚀门槛值σbn和压应力极限值σfn；
[0057] i、按照步骤a-h的优化操作得到的数据库，进行下一步新列车车体的制造；完成新列车车体制造后，按照步骤B确定新列车车体各个焊接部位kn的安全等级；并将所述焊接部位kn的安全等级录入数据库，更新数据库中所述焊接部位kn的安全等级；在新列车服役过程中的检修阶段对其残余残余应力破坏情况进行检测，根据检测结果按照步骤D修正数据库中所述焊接部位kn的安全等级，若存在安全等级为良或差的情况，则按照步骤a-h对焊接部位kn的残余应力状态进行优化，完善数据库，用于指导下一列新列车车体的生产制造。
[0058] 由数据库的使用方法可以得出，本发明方案的有益效果是：
[0059] 一、在使用本发明方法建立的数据库的过程中，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，指导生产下一列高速列车，使其残余应力状态趋于最优化，提高列车整体的安全性能。
[0060] 二、在优化焊接部位的残余应力状态时，首先根据步骤a，优先对焊接工艺参数进行优化设计以降低残余应力，可以降低优
化成本，提高优化工作的效益；
[0061] 三、根据步骤b，进行优化焊接工艺参数后，评定疲劳安全等级、应力腐蚀敏感安全等级和压应力安全等级，便于制定下一步工艺优化方案，以及确定调整优化焊接参数这一最低成本优化方案的可行性。
[0062] 四、焊接工艺参数的调整限度具有一定限制，当调整焊接参数不足以使疲劳安全等级、应力腐蚀敏感安全等级和压应力安全等级均为优时，本发明提出进一步的优化方案：
[0063] 在优化焊接工艺参数后，当压应力安全等级为优，应力腐蚀敏感安全等级和疲劳安全等级的其中一项为差或者两项均为差时，焊接工艺参数优化不可行，而这两个等级为差的主要原因为压应力过大，通过使用超声冲击或者喷丸处理可以产生压应力层，提高应力腐蚀敏感安全等级和疲劳安全等级；
[0064] 在优化焊接工艺参数后，当压应力安全等级为差，应力腐蚀敏感安全等级和疲劳安全等级均为优时，主要原因为压应力较大，并且为薄壁材料，而常用的应力优化方案为产生较高压应力，显然常规的应力优化方案，难以对其进行有效的应力优化，而厚度更大的材料可以有效解决压应力过大问题；
[0065] 在优化焊接工艺参数后，当压应力安全等级为差，应力腐蚀敏感安全等级和疲劳安全等级的其中一项位差或者两项均为差时，选择强度更高或者厚度更大的材料，重新设计焊接接头形式、变更焊接方法、调整焊接工艺参数是最为有效的解决方案，短期内需要花费金钱，时间成本较高，但从长远看可以有效降低应力优化成本。
[0066] 在建立用于评定列车车体安全性的数据库的步骤A中，测定每个典型的焊接部位kn接头区域和母材区域的应力腐蚀门槛值、疲劳安全应力值和压应力极限值，这些应力安全值主要和材料种类、焊接接头形式和焊接方法有关。所以在用于评定列车车体安全性的数据库的使用方法的步骤a中对焊接接头kn的焊接工艺参数优化、步骤e中残余应力优化手段和步骤f中增加材料厚度均对焊接部位kn接头区域和母材区域的应力腐蚀门槛值、疲劳安全应力值和压应力极限值的基本没有影响，所以在评价优化试验样Tn、优化试验样Tn2和优化试验样Tn3的安全等级时，直接用步骤A测定的与所述优化试验样Tn、优化试验样Tn2和优化试验样Tn3对应的焊接部位kn接头区域和母材区域的应力腐蚀门槛值、疲劳安全应力值和压应力极限值。
[0067] 在步骤g和步骤h的优化步骤中，重新设计焊接部位kn的材料种类、焊接接头形式和焊接方法，相应的在评价优化试验样Tn4的安全等级时，不能直接用步骤A测定的与所述优化试验样Tn4对应的焊接部位kn接头区域和母材区域的应力腐蚀门槛值、疲劳安全应力值和压应力极限值，而是需要根据重新设计的材料种类、焊接接头形式和焊接方法，在步骤A中找出相同的材料种类、焊接接头形式和焊接方法的组合，才能确定优化试验样Tn4接头区域的疲劳安全应力值、应力腐蚀门槛值和压应力极限值；在步骤A中找出相同的材料种类，才能确定优化试验样Tn4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；并进行安全等级评定。
[0068] 焊接接头形式和焊接方法的组合，的安全等级时用的应力腐蚀门槛值、疲劳安全应力值和压应力极限值。步骤A测定的每个典型的焊接部位kn接头区域和母材区域的应力腐蚀门槛值、疲劳安全应力值和压应力极限值，几乎包括了所有可应用于列车车体的材料种类、焊接接头形式和焊接方法的组合，所以在步骤步骤g和步骤h中，无需重新测定优化试验样Tn4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，只需在步骤A中找出相同的；在步骤A中找出相同的材料种类以及材料种类、焊接接头形式和焊接方法的组合即可。
[0069] 进一步，本发明所述步骤a中所述薄壁材料是指厚度小于或等于4mm的材料。
[0070] 厚度小于或等于4mm的材料压应力敏感性明显
[0071] 进一步，本发明所述步骤a中调整从数据库中调出的所述焊接部位kn的焊接工艺参数的调整幅度为数据库中焊接工艺参数初始值的10％以内。
[0072] 焊接工艺参数取决于材料的参数，坡口的形式等，初始焊接工艺参数是基于这方面的统筹实验出，10％的改变不会对其使用性能造成明显影响，超过10％单位参数变化即使能够使残余应力达到要求，但可能会对其它方面的力学性能产生明显影响。
[0073] 进一步，本发明所述步骤f中对与所述优化试验样Tn对应的焊接部位kn进行重新设计，提高材料厚度的厚度幅度为数据库中所述焊接部位kn的初始材料厚度的30％以内。
[0074] 基于车体初始结构的
稳定性，使用厚度过大的材料替代原有材料，可能导致其它位置结构需要重新设计，提高应力优化成本，30％作为调整上限，不需要对其它部分进行过大改动，一定程度降低应力优化成本。
具体实施方式
[0075] 本发明的一种具体实施方式是：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：
[0076] A、测定应力安全值
[0077] 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；
[0078] 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；
[0079] 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；
[0080] 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；
[0081] 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；
[0082] B、确定列车车体各个焊接部位kn的安全等级
[0083] 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；
[0084] 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；
[0085] 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；
[0086] 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；
[0087] C、建立初步数据库
[0088] 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；
[0089] D、数据库修正
[0090] 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:
[0091] 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；
[0092] 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；
[0093] 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；
[0094] 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。
[0095] 本例中所述步骤A4、B4和D中所述的薄壁材料是指厚度小于或等于4mm的材料。
[0096] 本例中所述步骤B1中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的无损残余应力测试为X射线法残余应力测试或超声波法残余应力测试。
[0097] 本例中所述步骤B1中对列车车体上各个典型焊接部位kn的接头区域和母材区域进行无损残余应力测试时，测试点的布置方式是：在接头区域的焊缝区和热影响区以2-8mm垂直于焊缝方向的间距布置测试点，在母材区域以8-40mm垂直于焊缝方向的间距布置测试点；记所述焊接部位kn接头区域测得的各测试点中最大残余应力值为所述焊接部位kn接头区域的残余应力σin，记所述焊接部位kn母材区域测得的各测试点中最大残余应力值为所述焊接部位kn母材区域的残余应力为σjn。
[0098] 上述建立的用于评定列车车体安全性的数据库的使用方法，包括以下步骤：
[0099] a、根据D步建立的数据库，对疲劳安全等级、应力腐蚀敏感安全等级和压应力安全等级中存在安全等级为良或差的焊接部位kn，从数据库中调出所述焊接部位kn的尺寸信息、材料种类γn、焊接接头形式δn、焊接方法ηn和焊接工艺参数；选取与所述焊接部位kn相同材料种类γn和厚度的母材试板，调整从数据库中调出的所述焊接部位kn的焊接工艺参数，按照从数据库中调出的所述焊接部位kn的焊接接头形式δn、焊接方法ηn和调整后的焊接工艺参数对所述母材试板进行焊接，得到与所述焊接部位kn对应的优化试验样Tn；
[0100] b、对a步中得到的优化试验样Tn进行残余应力测试，记优化试验样Tn接头区域的残余应力为σxn，记优化试验样Tn母材区域的残余应力为σyn；
[0101] 依次对比所述优化试验样Tn接头区域的残余应力σxn和与所述优化试验样Tn对应的焊接部位kn接头区域的疲劳安全应力值σcn、所述优化试验样Tn母材区域的残余应力σyn和与所述优化试验样Tn对应的焊接部位kn母材区域的疲劳安全应力值σdn，若σxn＜σcn且σyn＜σdn，记所述优化试验样Tn的疲劳安全等级为优，否则，记所述优化试验样Tn的疲劳安全等级为差；
[0102] 若优化试验样Tn为应力腐蚀敏感材料，则依次对比所述优化试验样Tn接头区域的残余应力σxn和与所述优化试验样Tn对应的焊接部位kn接头区域的应力腐蚀门槛值σan、所述优化试验样Tn母材区域的残余应力σyn和与所述优化试验样Tn对应的焊接部位kn母材区域的应力腐蚀门槛值σbn，若σxn＜σan且σyn＜σbn，记所述优化试验样Tn的应力腐蚀敏感安全等级为优，否则，记所述优化试验样Tn的应力腐蚀敏感安全等级为差；若优化试验样Tn为不具有应力腐蚀敏感性的材料，则记所述优化试验样Tn的应力腐蚀敏感安全等级为优；
[0103] 若优化试验样Tn为薄壁材料，则依次对比所述优化试验样Tn接头区域的残余应力σxn和与所述优化试验样Tn对应的焊接部位kn接头区域的压应力极限值σen、所述优化试验样Tn母材区域的残余应力σyn和与所述优化试验样Tn对应的焊接部位kn母材区域的压应力极限值σfn，若σxn＜σen且σyn＜σfn，记所述优化试验样Tn的压应力安全等级为优，否则，记所述优化试验样Tn的压应力安全等级为差；若优化试验样Tn为非薄壁材料，则记所述优化试验样Tn的压应力安全等级为优；
[0104] c、若b步中判定的所述优化试验样Tn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均为优，则用所述优化试验样Tn的焊接工艺参数替换数据库中与所述优化试验样Tn对应的焊接部位kn的初始焊接工艺参数；否则，进行步骤d；
[0105] d、如果所述优化试验样Tn的应力腐蚀敏感安全等级和疲劳安全等级的其中一项为差或者两项均为差，压应力安全等级为优，进行步骤e的优化操作；如果所述优化试验样Tn的压应力安全等级为差，应力腐蚀敏感安全等级和疲劳安全等级均为优，进行步骤f的优化操作；如果所述优化试验样Tn的压应力安全等级为差，应力腐蚀敏感安全等级和疲劳安全等级的其中一项为差或者两项均为差，进行步骤g的优化操作；
[0106] e、对所述优化试验样Tn进行超声波冲击或者喷丸残余应力优化，得到残余应力优化后的与所述焊接部位kn对应的优化试验样Tn2；用所述优化试验样Tn2代替步骤b中的优化试验样Tn，然后按照步骤b判定优化试验样Tn2的安全等级；若所述优化试验样Tn2的应力腐蚀敏感安全等级和疲劳安全等级均为优，则将超声波冲击或喷丸优化参数录入数据库的与所述优化试验样Tn2对应的焊接部位kn的焊接工艺参数中；否则，进行步骤g；
[0107] f、从数据库中调出与所述优化试验样Tn对应的焊接部位kn的尺寸信息、材料种类γn、焊接接头形式δn、焊接方法ηn和焊接工艺参数，对焊接部位kn进行重新设计，提高材料厚度，并相应调整焊接工艺参数；根据重新设计的材料厚度选取母材试板，按照从数据库中调出的所述焊接部位kn的焊接接头形式δn、焊接方法ηn和调整后的焊接工艺参数对所述母材试板进行焊接，制备与所述焊接部位kn对应的优化试验样Tn3；
[0108] 用所述优化试验样Tn3代替步骤b中的优化试验样Tn，然后按照步骤b判定优化试验样Tn3的安全等级；若所述优化试验样Tn3的压应力安全等级、疲劳安全等级和应力腐蚀敏感安全等级均为优，则将重新设计的材料厚度和调整的焊接工艺参数录入数据库，代替数据库中与所述优化试验样Tn3对应的焊接部位kn的初始尺寸信息和焊接工艺参数；否则，进行步骤g；
[0109] g、从数据库中调出与所述优化试验样Tn对应的焊接部位kn的尺寸信息、材料种类γn、焊接接头形式δn、焊接方法ηn和焊接工艺参数，通过更换材料种类、调整材料厚度、重新设计焊接接头形式、变更焊接方法、调整焊接工艺参数等手段对所述优化试验样Tn对应的焊接部位kn进行重新设计，根据重新设计的材料种类和材料厚度选取母材试板，按照重新设计后的焊接接头形式δn、焊接方法ηn和焊接工艺参数对所述母材试板进行焊接，制备与所述焊接部位kn对应的优化试验样Tn4；
[0110] 记所优化试验样Tn4的材料种类为γ’n、焊接接头形式为δ’n、焊接方法为η’n，在步骤A中找到与所述材料种类γ’n、焊接接头形式δ’n和焊接方法η’n的组合完全相同的材料种类、焊接接头形式和焊接方法的组合，即可确定所述材料种类γ’n、焊接接头形式δ’n和焊接方法η’n的组合的疲劳安全应力值σ’cn、应力腐蚀门槛值σ’an和压应力极限值σ’en，也即所述优化试验样Tn4接头区域的疲劳安全应力值σ’cn、应力腐蚀门槛值σ’an和压应力极限值σ’en；在步骤A中找出与所述材料种类γ’n完全相同的材料种类，即可确定所述材料种类γ’n的疲劳安全应力值σ’dn、应力腐蚀门槛值σ’bn和压应力极限值σ’fn；也即所述优化试验样Tn4母材区域的疲劳安全应力值σ’dn、应力腐蚀门槛值σ’bn和压应力极限值σ’fn；
[0111] 用所述优化试验样Tn4代替步骤b中的优化试验样Tn，用所述优化试验样Tn4接头区域的疲劳安全应力值σ’cn、应力腐蚀门槛值σ’an和压应力极限值σ’en代替步骤b中的与所述优化试验样Tn对应的焊接部位kn接头区域的疲劳安全应力值σcn、应力腐蚀门槛值σan和压应力极限值σen；用所述优化试验样Tn4母材区域的疲劳安全应力值σ’dn、应力腐蚀门槛值σ’bn和压应力极限值σ’fn代替步骤b中的与所述优化试验样Tn对应的焊接部位kn母材区域的疲劳安全应力值σdn、应力腐蚀门槛值σbn和压应力极限值σfn，然后按照步骤b判定优化试验样Tn4的安全等级；
[0112] 若所述优化试验样Tn4的压应力安全等级、疲劳安全等级和应力腐蚀敏感安全等级均为优，则将重新设计的材料种类、材料厚度、焊接接头形式、焊接方法、焊接工艺参数录入数据库，更新数据库中与所述优化试验样Tn4对应的焊接部位kn的初始尺寸信息、材料种类γn、焊接接头形式δn、焊接方法ηn和焊接工艺参数，并将所述优化试验样Tn4接头区域的疲劳安全应力值σ’cn、应力腐蚀门槛值σ’an和压应力极限值σ’en录入数据库，更新数据库中与所述优化试验样Tn4对应的焊接部位kn接头区域的疲劳安全应力值σcn、应力腐蚀门槛值σan和压应力极限值σen，将所述优化试验样Tn4母材区域的疲劳安全应力值σ’dn、应力腐蚀门槛值σ’bn和压应力极限值σ’fn录入数据库，更新数据库中与所述优化试验样Tn4对应的焊接部位kn母材区域的疲劳安全应力值σdn、应力腐蚀门槛值σbn和压应力极限值σfn；
[0113] 若所述优化试验样Tn4的压应力安全等级、疲劳安全等级和应力腐蚀敏感安全等级不均为优，进行步骤h；
[0114] h、反复按照步骤g进行重新设计、调整，直至可以使所述优化试验样Tn4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均为优，将重新设计的材料种类、材料厚度、焊接接头形式、焊接方法、焊接工艺参数录入数据库，更新数据库中与所述优化试验样Tn4对应的焊接部位kn的初始尺寸信息、材料种类γn、焊接接头形式δn、焊接方法ηn和焊接工艺参数，并将所述优化试验样Tn4接头区域的疲劳安全应力值σ’cn、应力腐蚀门槛值σ’an和压应力极限值σ’en录入数据库，更新与所述优化试验样Tn4对应的焊接部位kn接头区域的疲劳安全应力值σcn、应力腐蚀门槛值σan和压应力极限值σen，将所述优化试验样Tn4母材区域的疲劳安全应力值σ’dn、应力腐蚀门槛值σ’bn和压应力极限值σ’fn录入数据库，更新与所述优化试验样Tn4对应的焊接部位kn母材区域的疲劳安全应力值σdn、应力腐蚀门槛值σbn和压应力极限值σfn；
[0115] i、按照步骤a-h的优化操作得到的数据库，进行下一步新列车车体的制造；完成新列车车体制造后，按照步骤B确定新列车车体各个焊接部位kn的安全等级；并将所述焊接部位kn的安全等级录入数据库，更新数据库中所述焊接部位kn的安全等级；在新列车服役过程中的检修阶段对其残余残余应力破坏情况进行检测，根据检测结果按照步骤D修正数据库中所述焊接部位kn的安全等级，若存在安全等级为良或差的情况，则按照步骤a-h对焊接部位kn的残余应力状态进行优化，完善数据库，用于指导下一列新列车车体的生产制造。
[0116] 本例中所述步骤a中所述薄壁材料是指厚度小于或等于4mm的材料。
[0117] 本例中所述步骤a中调整从数据库中调出的所述焊接部位kn的焊接工艺参数的调整幅度为数据库中所述焊接部位kn的初始焊接工艺参数的10％以内。
[0118] 本例中所述步骤f中对与所述优化试验样Tn对应的焊接部位kn进行重新设计，提高材料厚度的厚度幅度为数据库中所述焊接部位kn的初始材料厚度的30％以内。
