随着焊接技术的发展,我国企业要与国际其他先进企业同台竞技,必须掌握和运用先进的技术标准,目前,我国轨道车辆和车辆部件的焊接标准与国际先进标准还有较大的差距,另外研究如何运用国际标准进行焊接产品的抗疲劳设计与质量评估已经成为重要课题。焊接产品的疲劳强度设计是质量等级评估的基础。在焊接产品设计时,焊接接头较为复杂,使用传统的疲劳强度评估方法无法确定接头的应力状态,难以进行质量等级评估。并且市面上还没有一款针对焊接结构质量等级评估的应用软件。基于上述问题,本文研究了EN 15085标准,以该标准中质量等级评估要求为框架,重点研究了通过结构应力法获取应力因数的方法,解决了焊接接头应力状态确认和质量等级评估问题。并根据此方法开发了一套可视化的焊接接头质量等级评估系统,为实现焊接接头高效、准确的质量等级评估提供了有效的工具。本论文的具体研究内容如下:(1)基于结构应力法应力因数计算方法研究。本文首先研究了具有网格不敏感特点的结构应力法,并基于线性疲劳损伤累积理论和疲劳损伤等效原则,研究了通过结构应力法获取应力因数的方法,并推导出使用疲劳寿命计算应力因数的方法。(2)质量等级评估流程研究。根据EN 15085设计要求部分应力等级、质量等级、检查等级参考标准和设计要求,结合工程实际中焊接接头静强度设计方法、疲劳寿命计算方法和质量等级评估方法,设计出焊接接头质量等级评估流程。(3)质量等级评估系统开发与设计。基于质量等级评估流程,以C++语言和OSG图形库为开发工具,对质量等级评估系统中各个功能模块进行设计,使系统满足实际工程中质量等级评估的需求。(4)可视化显示功能研究与设计。采用OSG场景图技术和三维渲染技术,根据有限元模型数据重新构建焊接结构的可视化网格模型,并将评估结果数据以彩色云图的形式绘制在模型的焊缝单元上。(5)研究软件系统在工程实例的应用。以某铁路货车车体为例,对车体接头焊缝进行质量等级评估,验证所研究的方法和开发的系统在工程问题中的有效性和实用性。本文开发的焊接接头质量等级评估系统能够满足实际工程中大型轨道焊接产品的质量等级评估需求,并且该系统具备可视化功能,能通过结果云图显示焊缝的疲劳分布情况,大大提高了焊接产品的设计效率。该系统的开发为焊接产品抗疲劳设计和质量等级评估提供了有效的工具。