随着近些年来我国城市化进程的加快,城市规模和人口都呈现出急剧增长的趋势,从而导致城市交通拥堵问题日益严峻。为了解决这一问题,国内的许多城市开始大力发展城市轨道交通事业。在城市轨道交通制造业中,不论是车体还是转向架都是焊接结构,其焊接残余应力和变形直接影响了结构的质量和和运行安全。本文的研究对象是青岛四方机车车辆股份有限公司新研制的某种新型地铁端部底架的枕梁结构。该结构尺寸规模大,焊接部位多,焊接方法均为激光复合焊。针对该结构庞大、焊缝数量多的难点,以热弹塑性理论和固有应变法为理论基础,以法国ESI集团的开发的SYSWELD焊接模拟专业软件为工具,对该结构的焊接变形过程进行了数值模拟。主要研究内容如下：1.首先,针对该枕梁结构焊接采用的激光复合焊的焊接方式建立了双椭球+3D高斯的复合热源模型进行了温度场的计算,并通过平板对接焊物理实验进行了热源校核,验证了该模型的正确性。2.采用该热源模型对该枕梁上的所有焊缝的局部接头模型进行了应力应变场的计算,得到了每条焊缝固有应变值。随后将该值作为固有应变加载到焊缝上进行整体结构的焊接变形的计算。计算结果表明,该枕梁结构的焊接变形在宏观上主要表现为上盖板的角变形。结构的X向收缩变形和盖板边缘部位的角变形较为明显,变形量分别达到2.84mm和2.59mm；而结构Y向的收缩变形、X向的弯曲变形以及盖板中间部位的角变形表现不明显,变形量分别为0.51mm、 0.16mm和0.85mm。3.根据该枕梁的结构和焊缝分布特点,设定了另外两种不同的焊接顺序和焊接方向方案并分别进行了焊接变形的计算。通过对不同焊接方案下的变形结果的数据统计结果进行了综合分析比较发现,焊接顺序对枕梁X向的弯曲变形影响最大,其变化量百分比达到了6.67%。焊接顺序对结构焊接变形的影响不明显。焊接方向对枕梁在X向的弯曲变形影响最大,其变化量百分比达到了166.58%。通过优化焊接方向可以有效减小结构的焊接变形。