中空铝合金具有密度小、比刚度高、焊接性能好、耐腐蚀等优点被应用在列车车体的制造,在车体制造中主要采用熔化极惰性气体保护焊(MIG)进行焊接连接。但是中空铝合金在焊接过程中存在焊接残余应力过大与变形过大的两个问题,导致车体的加工精度与质量不满足使用需求。本文使用ABAQUS有限元软件对典型接头焊接及车体侧墙焊接过程分别进行研究,分析焊接残余应力的分布规律,研究车体侧墙的焊接变形规律。本文的主要内容和结论如下:(1)分析了MIG焊接过程中的温度、应力以及金相耦合关系,采用顺序耦合法对焊接过程进行求解。基于ABAQUS有限元仿真软件建立了对接薄板焊接过程仿真模型,并与实验对比验证仿真模型的正确性。(2)采用热-弹-塑性法对对接、搭接以及T形接头的焊接温度和残余应力进行求解。分析温度变化所引起的应力变化,最后得到对接接头残余应力约240MPa、搭接接头与T形接头残余应力均为约245MPa。(3)对6005A铝合金的纵向、横向固有应变系数进行计算。应用固有应变法对典型焊接接头焊接残余应力进行计算,通过对比热-弹-塑性法与固有应变法的计算结果,发现固有应变法对端部残余应力计算误差相对较大。因此,提出采用固有应变法和热-弹-塑性法两种方式对车体侧墙焊接残余应力和变形进行分段计算。通过计算得到纵向残余应力约为233MPa,焊接变形的最大值约为11mm,变形量随着焊缝长度的增加有明显增加。本文的研究结果表明,采用有限元法将车体分段并对其焊接过程进行仿真,使用热-弹-塑性法与固有应变法分别计算,可以对大型中空铝合金构件的焊接残余应力以及变形进行快速计算。