“平面支架”实验验证支架力学行为公式

为了验证支架弹性径向刚度公式和塑性极限压力公式的准确性,提出了“平面支架单元”的概念,并根据血管支架真实弯曲单元的结构,制作了相同结构的平面形式支架单元试件.利用MTS材料试验机对平面支架单元试件进行拉伸试验,将试件实验测量的压力-半径曲线与弹性径向刚度和塑性极限压力公式预测的压力曲线对比.结果显示,支架撑开的弹性阶段,实验测量的弹性径向刚度和公式计算的弹性径向刚度差值在3%以内,进入塑性阶段,实验得到的曲线与公式接近. 实验验证了这两个公式准确且精度较高.      

接触压力分布对预应力弯曲孔道摩阻损失的影响

基于弹性接触分析,指出预应力筋与弯曲孔道的接触压力为非均匀分布.为探讨压力分布状况对摩阻力的影响,提出余弦、二次抛物线及椭圆等3种非均匀分布假设,分别推导了各自的接触压力表达式及摩阻力计算公式,并与均匀分布下摩阻力计算值进行了比较分析.结果表明,接触压力均匀分布假设并不会导致桥规预应力摩阻损失公式对摩阻损失的低估;当孔道转角较小时,该公式是适用的.     

一种带传动效率的近似计算公式

影响带传动效率的因素为弹性滑动损耗、弯曲损耗、空气阻尼损耗等多种损耗,其中弹性滑动损耗和弯曲损耗为主要损耗.通过对带传动的弹性滑动和弯曲进行力学分析和计算,在理论上推导了带传动效率的近似的计算公式,经过Matlab仿真,并和实验数据进行对比,证明了公式的正确性,为摩擦传动设计提供了一定的理论参考.     

外物损伤对25CrMo4合金车轴钢疲劳性能的影响

为研究外物损伤（FOD）与25CrMo4钢疲劳性能的关联，采用空气炮装置开展高铁车轴钢试样的FOD模拟试验. 首先于试样表面预制FOD缺陷；其次，通过旋转弯曲疲劳试验获得光滑试样和含FOD试样的应力-疲劳寿命（S-N）曲线；同时，基于有限元方法估算不同缺陷试样的应力集中系数，结合Peterson公式预测疲劳缺口系数（FNC）和疲劳极限. 研究结果表明:FOD车轴钢试样的疲劳性能明显低于光滑试样，冲击速度越高，疲劳性能越低；其中边缺陷的疲劳缺口系数最大为1.52，面缺陷最小，约为1.14，但疲劳寿命分散性较大；与试验结果相比，仿真模拟和理论计算可获得更低（偏于保守）的疲劳强度估算值.      

正六角形蜂窝芯层面内等效弹性参数研究

由于蜂窝芯层结构在外载作用下,蜂窝胞元壁板不但会产生弯曲变形,而且也会产生伸缩变形和剪切变形。过去Gibson公式在计算蜂窝芯层等效参数时只考虑了弯曲变形,虽然简便,但在导致蜂窝芯层分析时,弹性矩阵会出现不确定性;后来,宋明慧公式在Gibson公式的基础上,进一步考虑了伸缩变形的影响,但由于没有考虑剪切变形的影响,导致的蜂窝芯层结构不稳定,而且简化的弹性矩阵会出现奇异。该文新推导的面内等效弹性参数理论计算公式考虑了弯曲变形、伸缩变形和剪切变形对面内等效刚度的影响,是对Gibson和宋明慧公式的修正,克服了他们公式上的缺陷。     

混凝土拉伸断裂过程的RFPA2D模拟

根据混凝土试样三点弯曲试验,利用RFPA^2D数值模拟系统对砂和混凝土三点弯曲试样中预制裂纹的扩展直至试样宏观破裂的整个过程中进行了模拟分析,指出了混凝土组成材料的非均匀性对裂纹扩展路径的影响。     

缺口对车轴钢疲劳性能的影响

采用钼丝进行线切割,制作了车轴钢表面缺口试样,运用有限元方法,计算了不同缺口的理论应力集中系数,通过旋转弯曲试验得到光滑试样和缺口试样的疲劳寿命（S-N）曲线,研究了不同缺口应力集中系数下车轴钢的参数变化规律.结果表明,缺口对材料疲劳寿命的影响,不仅仅表现在其S-N曲线相对于光滑试样S-N曲线整体下降,而且不同缺口S-N曲线左段的直线部分斜率也是不同的.     

基于疲劳等效的柔性基层沥青路面轴载换算研究

沥青层的疲劳开裂是柔性基层沥青路面的主要破坏形式,提出沥青层的疲劳设计指标,根据疲劳等效轴载换算原则,推导出基于疲劳等效的轴载换算公式.通过室内四点弯曲疲劳试验及路面力学计算结果,确定公式中的换算指数.     

13CrMo44钢及焊缝金属的疲劳裂纹扩展速率

本文根据美国ASTM F647-81标准,采用紧凑拉伸试样,对13CrMo44钢及用P5(E309Mo)焊条的手弧对接焊缝金属的疲劳裂纹扩展速率进行了测定.试验采用表面直读法测量裂纹长度、并采用抛物线回归法对大量试验数据进行微机处理.基于Paris公式,得到了13CrMo44钢和焊缝金属的裂纹扩展速率的表达式.     

钻孔灌注桩极限承载力研究

结合静载试验，根据桩土之间相互作用，利用弹性力学、土力学、数值计算等相关理论，对钻孔灌注桩的极限承载力开展研究，给出了临界深度的计算公式，提出了确定钻孔灌注桩的极限承载力的计算公式，并按公式计算了钻孔灌注桩的极限承载力，结果与静载试验相吻合。     

弯曲对初始不完善受压管道屈服强度的影响

按Ｔｒａｓｃａ屈服准则，建立了同时考虑弯曲和初始非圆度影响时受压管道的初始屈服公式。此式在压力单独作用下即退化成名的Ｓ Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ公式。中对不同的弯曲及非圆度，给出了受压管道初始屈服压力随管道几何参数Ｄ／ｔ的变化曲线及弯矩与外压交互作用下的屈服曲线。     

高速动车组制动盘螺栓断裂分析及优化方案

针对高速动车组运用中出现制动盘螺栓断裂问题,选取典型断裂螺栓进行失效分析,并在振动和热负荷环境下对制动盘紧固结构受力状态进行试验和分析.研究发现:制动盘螺栓断裂为低应力疲劳断裂,在高于50g的振动水平下,根据不同的振动频率,摩擦环相对盘毂产生微小相对位移,螺栓承受一定弯曲应力;在长大坡道等极端工况下运行时动车组采用摩擦制动,制动盘各部件由于长时间承受高热负荷及较大的温度梯度,使螺栓承受弯曲应力.针对制动盘螺栓受力情况,提出了变截面螺栓的改进方案,弯曲疲劳试验结果对比表明,新结构螺栓弯曲疲劳性能显著增强,可用于既有动车组轴盘螺栓的替换.     

缺陷对EA4T车轴钢疲劳性能的影响

为了研究和准确评估不同尺寸的缺陷对EA4T车轴钢疲劳性能的影响，采用钻孔法在光滑试样表面人为引入缺陷，使用旋转弯曲疲劳试验机对光滑试样和不同尺寸缺陷的试样进行疲劳试验，以获得不同试样的疲劳极限；使用扫描电镜（SEM）观察断口形貌，使用Neuber公式（基于缺口敏感性）和修正的El-Haddad模型（基于断裂力学方法）评估带缺陷试样的疲劳极限. 研究结果表明:当试样等效缺陷尺寸小于59.64 μm时，其疲劳极限与光滑试样相同，都为360 MPa；当等效缺陷尺寸大于59.64 μm时，缺陷会降低光滑试样的疲劳极限，并且引入缺陷尺寸越大，疲劳极限越低；基于Neuber公式预测的疲劳强度能得到较为保守的疲劳强度估算值，而修正的El-Haddad模型可以更好地预测和评估不同尺寸的圆孔型三维缺陷对EA4T车轴钢疲劳强度的影响.      

横梁预应力束的平弯对混凝土斜拉桥边箱斜腹板的影响

分析了采用双边箱主梁截面的混凝土斜拉桥张拉横梁平弯预应力束时边箱斜腹板混凝土出现的横桥向裂缝,基于弹性理论分析了这种情况下混凝土主拉应力。假设预应力束的平弯曲线为直线,用直线段上的均布荷载代替预应力束对斜腹板的作用,采用无限大板作用集中力的弹性力学公式,通过对直线段上应力积分和坐标变换,求得了估计这种情况下的斜腹板混凝土主拉应力的公式,并据此提出减小主拉应力的方法。理论分析结果显示,将预应力束的平弯曲线用直线代替产生的误差不超过2％,该公式计算结果与有限元结果及实测数据比较表明,主拉应力的计算误差小于0．2MPa,结果满足工程精度需要,该方法可行。     

基于偏导数下的非平行板电容器静电场问题的研究

在直角坐标系下,选择比较合适的函数,根据唯一性定理分析,列出拉普拉斯方程,在偏导数下,经过两次积分,计算出非平行板电容器电势,通过电势梯度公式,得出非平行板电容器电场强度,再根据电容定义式计算非平行板电容器电容来;由电荷面密度公式、电荷量公式和非平行板电容器静电场能量得到相应的值,从而详细探讨非平行板电容器静电场的问题.     

土体断裂韧度K_(IC)试验研究

标准的三点弯曲试验,加荷方向与试样重力方向在同一条直线上,由于土体的抗拉强度很低,在进行土体的三点弯曲试验的时候,试样仅在自重的作用下就会断裂,即使不断裂,重力对测试结果也会产生很大的影响。根据三点弯曲的试验原理,将试样沿底边旋转90°,采用水平加荷的方式,使试样重力与加荷方向垂直,避开了重力对试验结果的影响,并使用自主研发的土体断裂装置测得了土体断裂韧度KIC。     

基于弹性车体模型的高速客车动态响应

为了在动力学仿真模型中考虑车体的弹性,使仿真计算结果更接近实际,并为车体轻量化提供理论基础,建立了基于车体弹性和刚性的高速客车非线性动力学模型,分析了车体弹性振动对运行平稳性的影响。通过该车的整车滚振试验台试验,对动态响应的仿真计算结果进行了试验验证。车辆一阶垂向弯曲自振频率对车辆心盘和车体中心测点的平稳性指标影响曲线表明：在车体中心点,两个模型的平稳性指标差异较大,客车运行速度的提高使车体弹性对车体响应的影响加大,因此对采用铝合金等轻型材料的高速客车车体,设计中必须提高车体的一阶垂向弯曲频率。     

自攻螺钉式金属屋面板抗风揭试验研究

采用空气加压的方式模拟风荷载,进行了3组自攻螺钉式屋面板抗风承载力试验,考察了屋面板材料强度和固定位置对自攻螺钉式屋面板的抗风承载能力的影响。试验结果表明随着金属屋面板的强度提高,自攻螺钉式金属屋面板的抗风承载能力显著提高,而自攻螺钉的位置(钉在波峰和波谷四分之一点)对屋面板系统抗风揭承载能力影响不大;当自攻螺钉钉在波峰处时,其抗风承载力按规范中自攻螺钉钉在波谷四分之一处公式计算偏于安全。     

偏心压力作用下无缝线路稳定性计算

本文论证了主要不同三种类型的偏心压力作用对无缝线路稳定性的影响程度.文中指出了前人计算方法不当之处,作者引用新的计算图式,把轨道作为组合杆件,借用法导方出轨道弯曲微分方程式,假定轨道弯曲变形曲线为正弦曲线,用迦辽金法求解,考虑到轨道的实际联结情况,最后导出了一计算公式.利用所得公式计算与模型轨道试验数值比较结果基本相符.这一新的考虑问题的方法也将为进一步研究轨道局部变形对稳定性影响提供方便.     

混凝土桥梁结构温度自应力计算方法探讨

为了更准确地计算混凝土桥梁结构的温度应力,提出了一种基于弹性理论求解温度自应力的新方法.该方法按平面应变问题求解横向温度应力,在此基础上用解析公式计算纵向温度应力.为了验证了该方法的正确性,给出了一个算例.算例表明,该方法与三维有限元法的计算结果基本相同,而基于结构力学的传统方法,计算误差最大可达30%以上.