热载荷下嵌入SMA丝复合材料梁的固有频率

基于形状记忆合金Brinson一维热力学本构方程，建立了热载荷作用下嵌入SMA丝复合材料梁的一维热弹性本构关系．利用横向微幅自由振动的特征方程，求解了两端固定约束条件下梁在均匀升降温过程中的线性振动响应，获得了嵌入SMA丝复合材料弹性梁的前四阶固有频率随温度变化的特征关系曲线．结果表明，形状记忆合金丝相变过程中的回复应力和弹性模量的变化对梁的各阶固有频率均有影响，是实现梁自振频率主动控制的一种有效方法。     

变温环境下粘弹性梁的混沌运动

根据Kelvin粘弹性材料本构关系、梁的运动方程及变形几何方程建立了同时具有温度扰动和横向分布力扰动的粘弹性梁非线性动力学模型.用Galerkin方法将系统简化为参数激励和强迫激励耦合的单模态Duffing振子,得到了系统的不动点和同宿轨道.用Melnikov函数法推导出系统混沌运动的临界条件,分析了系统通向混沌的途径.研究表明,非线性粘弹性梁在周期性横向激励及周期性温度联合作用下可能进入混沌运动,并且在发生Smale马蹄意义下的混沌前,将经历多次的次谐分岔.     

抛物线双肋拱在非保向力作用下的横向稳定性

针对抛物线肋拱桥在非保向力作用下的横向稳定性，建立了参数化的实用计算方法，分析了不同结构参数对双肋拱横向稳定性的影响．分析表明，在非保向力作用下，下承式拱桥横向稳定临界荷载显著提高，而上承式拱桥横向稳定临界荷载明显降低；横系梁刚度、矢跨比和桥面系横向刚度对拱横向稳定临界荷载有明显影响．     

车辆-轨道耦合动力学系统可视化仿真

为了提高车辆-轨道耦合动力学系统可视化仿真的逼真度,采用迹线法计算了车轮踏面接触轮廓面,以平面方式表现轮轨动态接触关系,钢轨以梁的形式参与振动,通过实时建立具有一定垂向、横向和扭转振动形态的钢轨模型来模拟钢轨的振动行为。仿真结果表明,在保证优良的实时性的同时,可以清晰地观察轮轨接触点的变化情况,免去了在复杂的三维场景中变换视点的操作,使轮轨动态接触关系更简洁,通过实时创建钢轨模型,使钢轨振动行为的模拟更逼真。     

350t钳夹车压柱油缸稳定性分析

为保证350 t钳夹车压柱油缸及其相关部件的运行稳定性,采用了理论分析计算与动力学系统数值仿真相结合的方法,对钳夹车压柱油缸及其相关部件的稳定性进行了研究.基于各构件稳定的几何条件及系统的受力状态要求,得出了各相关构件轴线间的许用夹角值,并讨论了钳形梁联接车耳、安全销对横向稳定性的影响.研究结果已被采纳,结果令人满意.     

一类三自由度冲击振动系统的周期运动和分岔

通过理论分析和数值仿真，研究了一类三自由度冲击振动系统周期运动的稳定性、局部分岔，揭示了该系统周期运动经概周期分岔、倍周期分岔和鞍结分岔向混沌的演化过程．此外，通过分析系统参数变化对系统动力学行为的影响，为系统的动力学优化设计提供了理论依据．     

中低速磁浮车岔耦合振动研究

为研究中低速磁浮道岔主动梁关键参数对车岔耦合振动的影响，进行了各工况下磁浮道岔主动梁的模态测试，并建立了考虑道岔主动梁弹性振动的车岔耦合动力学模型，对悬浮稳定性进行了分析. 通过仿真与试验对比，对道岔主动梁的模态特征进行了修正，并基于修正后的车岔耦合动力学模型，研究了磁浮道岔主动梁不同设计参数对悬浮稳定性的影响规律. 研究结果表明:中间台车采用50 MN/m的弹性约束进行等效，能够达到比较理想的误差要求；二台车支撑方案相比三台车支撑方案，更容易避开磁浮车岔耦合的共振频率；随着主动梁一阶垂向弯曲频率的不断增大，悬浮控制参数的稳定区间越小，当道岔主动梁垂向弯曲频率大于12 Hz时，更容易出现车岔耦合振动现象；随着道岔主动梁刚度的增加，悬浮控制参数的稳定范围越小；增加道岔主动梁结构阻尼比不能解决车岔耦合共振问题，只能降低振动幅值大小；随着道岔主动梁线密度的增大，越不容易出现车岔共振现象，当线密度低于1 500 kg/m时，悬浮稳定区间将急剧下降；中间台车的等效支撑刚度越大，控制参数的稳定区间越小，但影响幅度不大.      

大跨度变截面梁沿导梁推送架设时的振动响应分析

大跨度拼装式桥梁是一种沿导梁推送架设的应急桥梁,其动力响应分析属于变截面梁在推送移动状态下的振动响应分析。首先利用瑞利法建立该工况下的动力学方程并求解,再利用空间有限元法建立振动系统模型并进行数值计算,最后利用基于无线传输方式的环境激励测试系统进行测试并分析,三者结果吻合较好,得到了外界激励应避开一阶竖向或横向固有频率、结构体系竖向振幅远大于横向、架设设备两侧机构不均衡会导致扭转振动等结论,为大跨度拼装式桥梁架设使用和动力响应分析提供技术支持。     

轮胎式轨道交通车辆动力学研究现状与挑战

总结了几种典型轮胎式轨道交通车辆动力学问题的研究现状,包括跨坐式单轨车辆、悬挂式单轨车辆、胶轮路轨车辆、胶轮有轨电车和虚拟轨道车辆,探讨了轮胎式轨道交通车辆动力学未来的研究内容。研究结果表明:跨坐式单轨车辆动力学研究集中于抗侧倾稳定性、曲线通过性能和车-桥耦合振动,根据跨坐式单轨车辆抗侧倾稳定性变化规律提出的临界侧滚角理论阐明了稳定轮和导向轮预压力的设置原则,给出了稳定轮和导向轮预压力与运行舒适度、曲线限速之间的联系,跨坐式单轨车辆提速的关键是开发性能更优的轮胎,并控制由于运行速度提高所引起的振动恶化;悬挂式单轨车辆动力学研究集中于车辆运行性能和车-桥耦合振动,其倾摆特性和横风引起的倾摆稳定性是悬挂式单轨车辆的特有动力学问题,由于车-桥耦合振动引起的钢质轨道梁低频噪声是有待研究的问题;胶轮路轨车辆在国内的研究刚刚起步,现阶段的主要问题是改善车辆的横向平稳性;胶轮有轨电车动力学研究集中于车辆运行性能和导向轮/轨关系,研究难点在于阐明其导向稳定性的机理和影响因素;作为一种新型轨道交通车辆,虚拟轨道车辆提出了许多新的动力学研究问题,包括循迹控制、机械架构与循迹控制策略的匹配性、纵向力分配、分布式驱动等,或将成为轮胎式轨道交通车辆动力学研究的新热点。      

磁悬浮控制器设计及静悬浮稳定性分析

为实现磁浮列车在低轨道梁刚度下稳定悬浮,降低轨道梁建设成本,依据牛顿第二定律建立了单铁-弹性轨道-车体耦合动力学模型.首先,设计出状态观测器将悬浮电磁铁、轨道梁及车体的振动状态引入控制系统;然后,利用线性矩阵不等式求解法求解出系统的状态反馈增益矩阵,结合二者利用MATLAB进行相关动力学仿真,得出轨道梁刚度与质量分别为200 k N/m与325 kg的最佳取值.分析结果表明,与传统的基于黎卡提方程求解的控制器相比,采用线性矩阵不等式求解法具有更优的二次性能指标;所提出的控制方法能够实现系统在较低轨道梁刚度与质量下的稳定悬浮,并能在0.5 s左右进入稳定状态;系统在一定外界扰动下具有鲁棒性.     

Development of Thermal Process and Numerical Modeling

IntroductionWithinrecentdecade,thenumericaIsimulationhasbeenrapidlyachievedandhasaPpliedtothermalmanufacturingprocess.ThephasetransformationiscomplicatedbythefactthatthereareseveralmicrostructuralscaIestoconsideHl1-I4].InordertorevealtheruIeofcomplexphasetransformation,itisnecessarytousethetoolofnumericalsimulationtomodelandcontroltheoverallprocessofphasetransformation.NowthecomputersimulationcangetsomereasonabIeresultSinmanyaspectsofthermalmanufacturingprocess:e.g.,thesimulationoftemperat…     

典型冷作模具钢经强韧化奥氏体化后的过冷奥氏体中温转变研究

研究了典型冷作横具钢65Cr4W3Mo2VNb,Cr7Mo3V2Si 和 Cr12MoV 经强韧化奥氏体化后的过冷奥氏体中温转变,测定了其中温转变 TTT 曲线,求出强韧化奥氏体化后钢中基体含碳量,得出了奥氏体化温度和中温转变等温温度对下贝氏体组织的影响以及中温转变等温时间对下贝氏体量的影响规律,还得出了部分低温转变对随后中温转变下贝氏体形成孕育和和下贝氏体组织的影响特点,包括连续冷却和等温马氏体转变的影响规律.     

多晶Ni2.1Mn0.9Ga0.9C0.1合金的马氏体相变特征

采用电阻、热膨胀、磁致伸缩及光学金等试验方法研究了多晶Ni2.1Mn0.9Ga0.9C0.1合金的马氏体相变特征。结果表明：Ni2.1Mn0.9Ga0.9C0.1合金在400～100K之间发生两次相变,第一次为马氏体相变,它的热滞后比较小,马氏体相的电阻率高于母相的电阻率;而第二次相变的结构变化尚未澄清,它的热滞后比较大,新相的电阻率低于母相的电阻率。马氏体相变时,合金结晶方向长度收缩,磁致伸缩急剧减小。合金中马氏体基本为相互平行的片状组织。     

高速钢带锯激光处理研究

通过一系列试验研究了高速钢带锯激光处理的工艺,并对经激光淬火后的试样的硬度及组织进行了研究．结果表明,高速钢带锯经过激光表面淬火后,马氏体和残余奥氏体的晶粒得到细化,碳化物减少,硬度得到显著提高,进而其耐磨性和使用寿命也得到提高．     

高速钢带锯激光处理研究

通过一系列试验研究了高速钢带锯激光处理的工艺，并对经激光淬火后的试样的硬度及组织进行了研究。结果表明，高速钢带锯经过激光表面淬火后，马氏体和残作奥氏体的晶粒得到细化，碳化物减少，硬度得到显提高，进而其耐磨性和使用寿命也得到提高。     

Cr7Mo3V2Si钢表面改性复合强韧化工艺研究

研究了预渗氮和预渗碳对 Cr7Mo3V2Si 钢经强韧化处理后所得渗层的扫描断口形态、冲击韧性和硬度分布的影响.结果表明,Cr7Mo3V2Si 钢的含氮马氏体具有高碳马氏体形态和孪晶亚结构.渗层出现硬度峰值,表面硬度略低,表面硬度受控于残余奥氏体量,可通过冷处理而得到提高.建议对 Cr7Mo3V2Si 钢制冷作模具采用表面改性复合强韧化工艺,以提高使用寿命和改善其破坏形式.     

焊接修复对铁素体不锈钢焊接接头组织和性能的影响

通过拉伸、弯曲、冲击、硬度、金相组织分析等试验,对不同焊修次数T4003铁素体不锈钢焊接接头的组织和性能进行研究.试验结果表明:焊修一、二次对T4003铁素体不锈钢焊接接头的抗拉、弯曲和冲击性能均影响不大;不同焊修次数T4003铁素体不锈钢焊缝的显微组织为奥氏体+δ铁素体;熔合区的显微组织为铁素体+马氏体,晶粒粗大;母材的显微组织为块状铁素体,沿轧制方向成条状分布.焊接修复对T4003铁素体不锈钢焊接接头的粗晶区宽度、晶粒度与马氏体含量的影响不大.不同焊修次数T4003铁素体不锈钢焊接接头焊缝的显微硬度相近,母材显微硬度大致相同,热影响区显微硬度的变化不大.     

片状马氏体的平行生长

用光镜、透射电镜对8种 Fe—C,Fe-Cr-C 及 Fe-Ni-C 合金中的片状马氏体进行了一般观察、原位观察及动态观察.结果发现,在这些合金中片状马氏体不但呈大角度分布,而且也能平行分布.片状马氏体的平行生长主要表现为两种形态.一种是并生一对片状马氏体紧靠在一起同时形核,同时长大;另一种是附生几个片状马氏体连续形核、连续长大.本文认为,片状马氏体平行生长的原因,在于马氏体转变的塑性协调作用.     

多晶Ni2.1Mn0.9Ca0.9C0.1合金的马氏体相变特征

采用电阻、热膨胀、磁致伸缩及光学金相等试验方法研究了多晶合金的马氏体相变特征．结果表明：合金在400～100K之间发生两次相变，第一次为马氏体相变，它的热滞后比较小，马氏体相的电阻率高于母相的电阻率；而第二次相变的结构变化尚未澄，它的热滞后比较大，新相的电阻率低于母相的电阻率．马氏体相变时，合金结晶方向长度收缩，磁致伸缩急剧减小．合金中马氏体基本为相互平行的片状组织．     

高速铁路钢轨擦伤形成影响因素

基于ANSYS显式动力分析建立了三维瞬态轮轨接触力-热耦合有限元模型,考虑了温度对热-弹塑性材料参数的影响;以初始温度30℃、轴重16 t、初始速度300 km·h^-1、滑滚比30%工况为例,研究了车轮在经过钢轨典型断面前、中、后3个时刻下钢轨踏面的接触压力、有效塑性应变、温度分布及其变化特征;在此基础上,进一步分析了列车轴重、钢轨踏面状态、列车牵引和制动状态对钢轨踏面最大温升与最大接触压力的影响,并基于钢轨马氏体白蚀层的形成机制讨论了钢轨擦伤的形成机理。研究结果表明：在本文计算工况下,钢轨踏面最大接触压力为1 186.43 MPa,出现在接触区中心位置,车轮通过后钢轨内部存在部分残余热应力和机械应力,钢轨最大有效塑性应变为0.028 2,最大温升为554.55℃;随着列车轴重从12 t增大至16 t,钢轨最大温升由339.89℃增大至402.79℃;钢轨踏面摩擦因数由0.2增大至0.6时,钢轨最大温升由230.93℃增大至519.25℃;滑滚比由10%增大至40%时,车轮制动和牵引引起的钢轨最大温升分别由264.52℃和362.10℃增大至700.46℃和819...