焊接是铁路车辆生产制造中的关键技术之一,在铁路车辆的车体、转向架等核心部件的生产中得到了广泛的应用。在焊接过程中,焊接构件由于受热不均匀,不可避免的产生了焊接残余应力与变形。焊接残余应力与变形严重影响着铁路车辆结构可靠性和安全服役性。如何准确预测焊接残余应力与变形是企业迫切需要解决的问题。本文针对铁路车辆中的两种常见焊接结构,利用有限元软件ANSYS和焊接仿真专用软件SYSWELD、Pam-Assembly,采用不同的数值模拟方法,基于实验验证,分析得到其焊接残余应力与变形的分布和变化规律,缩短了生产周期,为进一步优化焊接工艺和深入了解焊接的原理提供科学依据。本文的主要研究内容如下：首先,了解国内外的焊接残余应力与变形的数值模拟现状,分析焊接残余应力与变形产生的原因,对焊接残余应力与变形仿真的基本理论进行研究,包括焊接温度场理论、焊接热弹塑性有限元理论和固有应变理论。其次,针对铁路车辆中大尺寸、长焊缝的薄板类结构,采用固有应变法和“局部一整体”有限元法预测焊接变形。以某高速列车侧墙为研究对象,将固有应变转化为热载荷施加在焊缝及其热影响区,利用一次弹性有限元分析得到侧墙的焊接变形；利用“局部—整体”有限元法,从局部模型提取局部的宏单元,利用Pam-Assembly软件将宏单元映射到侧墙的整体结构,从而得到侧墙的整体焊接变形。最后,针对铁路车辆中常见的厚板多道焊结构,采用热循环曲线代替瞬态热源的方法对其焊接残余应力与变形进行仿真。以钳形梁典型焊接接头为研究对象,首先利用双椭球热源模型进行热源校核,提取平均热循环曲线,按照焊接顺序将平均热循环曲线施加到焊缝处,进行焊接残余应力与变形的仿真,重点研究了不同的预热温度、多道焊焊道数目对于焊接残余应力与变形的影响。