车身粘接结构断裂失效准则改进

为了解决现有失效准则无法满足粘接结构真实失效预测的问题, 利用试验测试与仿真分析相结合的方法建立一种基于应力的断裂失效准则; 设计了5组典型拉剪比的ISR-7008/铝合金粘接接头, 并对5组不同拉剪比的粘接接头进行准静态拉伸试验, 获得了初始断裂载荷与最大断裂载荷, 确定了胶层断裂失效点的起始位置; 建立了粘接接头的仿真模型并在仿真模型中施加初始断裂载荷, 提取出5组典型拉剪比的接头失效区域内初始断裂点的各种应力; 通过对失效点的各种应力进行比值和线性组合处理, 得出等效应力计算公式, 基于该等效应力计算公式建立适用于粘接结构的初始失效和后续失效统一的失效准则; 设计了验证试验方案, 通过对比试验结果和仿真结果, 分析了失效准则的有效性。分析结果表明: 在75°嵌接接头中, 仿真分析获得的失效载荷为1 717.6 N, 试验测试获得的失效载荷为1 936.4 N, 试验和仿真的相对误差为11.3%;仿真结果与试验测试的胶层失效过程基本吻合, 验证了本文建立的失效准则的有效性。建立的基于应力的失效准则实现了粘接结构初始失效准则和后续失效准则的统一, 可以较为准确地预测复杂应力状态下粘接接头的失效过程, 并且该失效准则解决了弹性粘接剂厚胶层的仿真问题, 为工程实际应用中的粘接结构强度设计提供了一定参考。      

钢弹簧故障状态的车辆动力学性能

考虑了车辆导向轮对一侧轴箱钢簧出现失效的四种工况:钢簧内外圈均断裂、外圈断裂、内圈断裂和钢簧"冻死",建立了钢簧失效工况下的车辆系统动力学模型,分析了钢簧失效对车辆动力学性能的影响。仿真结果表明:钢簧失效后,轮对的平衡位置偏离轨道中心线,全断裂工况下偏离最大,约为3mm;车辆的临界速度降低,全断裂工况下降低最大,约为30km·h-1;失效弹簧所在轮对的轮载差变化较大,全断裂工况下轮载差最大,约为50kN;转向架断裂弹簧处及其斜对角轴箱悬挂垂向力将减小,另一对角处的轴箱悬挂垂向力将增大,从而使转向架承受较大的扭曲载荷;钢簧失效很容易使脱轨系数和轮重减载率等安全性指标超过限定值,增加了车辆运行安全的隐患,在直线上200~300km·h-1速度范围内和曲线(半径为7 000m)上100~300km·h-1速度范围内,全断裂工况下的减载率都超过0.8;钢簧失效对车辆横向平稳性影响不大,但钢簧"冻死"会使垂向平稳性变差,相对于正常工况,在300km·h-1时增加约0.1。     

力拓矿石车用F51AE型钩舌断裂失效分析

对疲劳断裂钩舌的化学成份、金相组织、夹杂物、力学性能、断口特征及钩舌结构和工作条件进行分析.结果表明:钩舌下牵引台尺寸小,根部过渡圆角小,运用中应力集中大,是钩舌疲劳裂纹在该部位萌生并扩展,造成早期断裂失效的主要原因.铝含量偏高,在铸造晶界形成大量AIN夹杂物,导致沿晶断裂,使疲劳裂纹扩展及断裂过程加速,但不是钩舌失效...     

GCr15钢圈模具断裂失效分析

从冷加工质量、材料组织性能、服役条件与断裂特征等方面分析了GCr15钢圈成型模具早期断裂失效的原因．不同模具中分别存在网状碳化物、粗大马氏体组织、回火不足等热加工缺陷以及过渡圆角尖锐等冷加工缺陷．模具断裂失效是冷、热加工缺陷综合作用造成的．     

TA3有限接触动态加压接骨板断口分析与失效机制

为探究TA3纯钛有限接触动态加压接骨板（LC-DCP）在人体内服役期间发生断裂的失效机制,采用化学成分分析仪、维氏硬度仪、光学显微镜和扫描电镜（SEM）等手段,对7个临床断裂失效的TA3纯钛LC-DCP样品进行了断口形貌分析;建立了TA3纯钛LC-DCP固定股骨干中段横形骨折的三维有限元模型,并采用ANSYS对该模型进行了受力分析. 研究结果表明:7个TA3纯钛LC-DCP样品的材料符合要求,断口均位于接骨板中段螺钉孔处;断口表面均出现疲劳辉纹和二次裂纹,裂纹源区、扩展区和瞬时断裂区的元素组成相同;骨折患者在愈合前下地行走会导致接骨板的最大剪切应力大于TA3材料的屈服强度极限,且最大剪切应力发生在接骨板中段螺钉孔处;TA3纯钛LC-DCP的临床断裂失效主要源于骨折患者在愈合前下地行走导致过载,使得接骨板中段螺钉孔处萌生裂纹,随后承受循环疲劳载荷,最终断裂失效.      

GCr15钢圈模具断裂失效分析

从冷加工质量、材料组织性能、服役条件与断裂特征等方面分析了GCr15钢圈成型模具早期断裂失效的原因，不同模具中分别存在的网状碳化物、粗大马氏体组织、回火不足等热加工缺陷以及过渡圆角尖锐等冷加工缺陷。模具断裂失效是冷、热加工缺陷综合作用造成的。     

闭式锻模锁扣结构的改进和设计

针对齿轮锻模极易发生卡模和断裂失效的情况,提出对闭式锻模采用双锁扣的结构方案。     

基于最终失效强度的层合板结构优化分析

采用有限元方法分析了复合材料层合板结构的最终失效强度，并以此对结构进行了优化分析．层合板结构同时承受面内和面外载荷，每个单层板考虑基体失效和纤维断裂两种失效模式．当某一单层失效后采用比率退化法计算结构新的刚度，然后重新进行结构分析，直到求得结构的最终失效强度．以纤维方向角和层合板厚度作为设计变量，以最终失效强度为目标，对结构进行优化分析．     

微型点焊镀镍钢板和镍板时电极失效机制研究

本文主要研究了微型点焊镀镍镀镍钢板和镍板时电极失效的机制。结果表明：微型点焊镀镍钢板和镍板时电极失效的机理是电极和镀镍板之间局部焊接的断裂发生在电极头部而导致的电极磨损和电极头部的塑性变形。阴极电极的失效速度高于阳极电极的失效速度，其原因是阳极电极的磨损主要发生在电极头部表面的边缘，而阴极电极磨损主要发生在电极头部的大部分表面，并且阳极的塑性变形小于阴极的塑性变形。     

胶粘剂和CFRP吸湿对复合材料粘接接头失效的影响

对胶粘剂和复合材料的影响进行解耦;采用常温环境分别对胶粘剂、碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)和CFRP/铝合金粘接接头进行不同时间周期的浸泡,研究了不同应力状态对粘接接头失效的影响;以准静态失效测试的失效强度和失效模式分析为主,结合傅里叶变换红外光谱仪分析、差示扫描量热法分析和扫描电子显微镜分析,分别研究胶粘剂和CFRP吸湿后的失效机理,揭示了吸湿对复合材料粘接接头失效的影响机理。分析结果表明:胶粘剂在吸湿30 d后发生了水解,失效强度下降约53.7%,失效应变约为原来的3.2倍;CFRP吸湿后表面粘附性降低,容易引起界面失效,但打磨之后能够得到改善,CFRP吸湿后纤维/基体界面力学性能降低,在正应力状态下更容易造成纤维撕裂;CFRP/铝合金粘接接头的失效强度在吸湿30 d后下降了约23%,失效断面中胶粘剂出现了韧性断裂和界面失效;通过对胶粘剂、CFRP和CFRP/铝合金粘接接头吸湿后的失效分析,发现剪应力状态下的CFRP/铝合金粘接接头失效主要受胶粘剂吸湿后的性能下降影响,其次是界面失效的影响,而正应力状态下的CFRP/铝合金粘接接头失效还受CFRP性能下降造成的纤维撕裂影响。      

高强螺栓作为横向预应力钢筋时的性能分析

高强螺栓主要在钢结构中使用,为研究高强螺栓应用到混凝土结构中作为横向预应力钢筋时的性能,对2个阶梯型试件进行了试验研究.计算了高强螺栓的转矩系数.通过在高强螺栓上粘贴应变花,测得了高强螺栓的实际应力分布,对高强螺栓预拉力计算公式中的剪应力影响系数建议偏于保守的取为1.3.     

垫片对摩擦型高强螺栓抗滑移性能影响分析

利用有限元分析软件ANSYS 9.0建立高强螺栓连接的简化模型,对垫片尺寸不同的M20摩擦型高强螺栓的抗滑移性能进行了非线性分析,并对各种垫片尺寸下的ANSYS计算结果进行了对比研究。分析表明,不同尺寸的垫片对摩擦型高强螺栓的抗滑移性能有一定的影响,对实际工程有一定参考意义。     

柴油机高压泵螺钉断裂的可靠性研究

利用可靠性原理分析了柴油机高压泵螺钉断裂的故障分布及故障模式，实船测量了高压泵端盖埋头螺钉的预紧力及动态载荷，测量结果表明，端盖螺钉组按规定二次对角拧紧，导致动载偏大，从而出现疲劳破坏，问题解决后，疲劳强度计算表明此时螺钉的疲劳强度足够，不会出现疲劳破坏，柴油机可靠性指标有较大提高。     

软弱围岩小净距公路隧道施工技术分析研究

通过对各工法的优缺点及适用性的比较,给出了道冠山隧道小净距段所用工法及其具体施工工艺,及各开挖步对应掌子面间的距离控制要求,并在对超前小导管注浆、预应力对拉锚杆、局部加长系统锚杆等小净距隧道中间岩柱常用加固方法进行比选,以确定道冠山隧道小净距段中间岩柱的加固方案。     

铁路隧道软弱围岩破坏模式离散元分析

以贵广高速某铁路隧道为依托,采用离散元UDEC建立数值计算模型,对软弱破碎围岩的破坏模式和系统锚杆支护效果进行分析,可知：隧道开挖产生临空面,易引发节理结构面的破坏,拱部岩体首先出现破坏;系统锚杆能使洞周竖向、水平位移与塑性区得到有效控制;注浆加固不但使锚杆的销钉和组合梁作用更为显著,而且还有效提高了围岩的自承能力。通过分析建议取消拱部系统锚杆,加强侧墙锁脚锚杆。     

高铁声屏障连接螺栓松弛对疲劳寿命的影响

螺栓的疲劳寿命和松弛寿命影响着螺栓的使用寿命，在疲劳和松弛的共同作用下，柱脚处连接不断退化，为探究高铁声屏障连接螺栓松弛对疲劳寿命的影响，以某速度为400 km/h高铁声屏障非对称排布和对称排布螺栓为研究对象，利用ANSYS建立柱脚螺栓有限元模型，通过降温法施加预紧力，并施加正负单位弯矩荷载，计算柱脚最不利螺栓在不同预紧力作用下的应力幅，提出了应力幅随预紧力变化的拟合关系式；利用Midas建立声屏障整体模型，分析列车在400 km/h行驶速度下结构动力响应特性，提取柱脚螺栓弯矩时程结果，对仅考虑疲劳失效的螺栓寿命和考虑松弛疲劳共同影响下的螺栓寿命进行比较.研究结果表明：螺栓松弛会使预紧力下降，导致两种柱脚模型的螺栓应力幅增大；在已有的柱脚螺栓时程计算中，考虑松弛疲劳共同影响下的疲劳寿命比仅考虑疲劳作用时大大降低，当松弛导致预紧力下降至55%以后，将会产生疲劳效应，该结果可为连接结构领域设计人员定量评估螺栓寿命以及对螺栓的维修养护方面提供参考依据.     

基于钢抱箍法的桥梁支座更换设计

针对桥梁支座更换问题,结合具体的工程实例来阐述钢抱箍法的设计合理性,首先应用高强螺栓连接三块圆弧钢板,通过钢抱箍紧箍在墩柱上产生的摩擦力提供上部结构的支承反力,然后对高强螺栓数量、抱箍体应力以及加劲肋的强度进行验算以完成钢抱箍设计。     

软岩高边坡多级框架锚杆设计计算方法

针对加固软岩高边坡多级锚杆框架现有设计计算方法的不足,基于多级框架锚杆加固边坡机理,确定不同的边坡破坏模式.在此基础上,在给定的设计安全系数下,通过分析边坡稳定性确定锚杆设计拉力;进而考虑锚杆与框架梁以及框架梁与坡体之间的相互作用,根据静力平衡和变形协调关系并采用Winkler地基模型计算梁的设计内力;由此建立了多级框架锚杆的一种新的设计计算方法,并通过室内模型试验验证了所提方法的合理性.研究结果表明,作用于各级坡框架梁的坡体压力,整体上具有“中间大,两端小”的抛物线型分布特点.      

地铁隧道锚杆系统对地表沉降影响的数值分析

根据黄土地层不同土的物理力学参数,应用邓肯—张本构模型,在地铁隧道开挖施工过程中,对支护锚杆系统沿隧道纵向和横向的不同分布形式进行有限元数值计算。应用有限元软件MIDAS,根据西安地铁2号线隧道的相关土性和设计资料,对比了锚杆长度和锚杆纵向间距对地层沉降和锚杆受力特征的影响;探讨了锚杆纵向间距的疏密布置以及横向加密的位置。分析表明:随着锚杆长度的增加地层沉降减小,当锚杆长度大于一定值后沉降变化幅度降低;当锚杆纵向布置疏密不均时,沉降量较大;在隧道腰部加密锚杆可控制地表沉降。     

“321”装配式公路钢桥弦杆螺栓受力分析

“321”装配式公路钢桥是一种下承式的销接桁架桥,其弦杆螺栓的受力分析是使用“321”钢桥的工程师要面临的难题之一,关系到钢桥的安全使用问题。利用有限元软件SAP2000对加强型“321”装配式公路钢桥进行结构分析,介绍了分析步骤,得到了弦杆螺栓的剪力分布规律和最大剪力计算公式,为同类结构的受力分析及设计提供理论依据。