基于美国ARR疲劳设计准则的结构设计反求研究

针对铁路重载货车疲劳设计的被动局面,基于美国ARR标准,以数学手段提出了结构设计反求技术.不同于传统的静强度下的应力设计,它是根据疲劳寿命要求反求出以动载荷标定的设计应力,从而实现了真正意义上的寿命设计.取ARR标准中一个典型案例进行设计反求,证明了所提出反求设计的数学模型是可靠的.     

加速工况下铝合金高速动车组车体服役性能评估

根据EN12663标准中的疲劳载荷要求和车辆运行时启动,匀速运行,制动和出入库的在线实测加速度载荷谱,通过车体的实测应变信息,反求获得车体在线路上运行时的真实载荷谱.结合材料、结构疲劳试验以及无损探伤检测,利用主S-N曲线法疲劳寿命评估平台结合迈纳尔损伤累计法则对车体系统残余寿命和服役性能进行了评估.通过数据分析得危险焊缝部件的设计寿命和抗疲劳性能可满足车体使用30年的标准要求,并验证主S-N曲线进行动车组车体焊接接头疲劳寿命评估方法的可靠性和准确性.     

货车车体疲劳寿命预测系统的研制

为使货车车体设计人员能够快速地对其产品结构,包括焊缝在内的设计细节进行疲劳寿命预测,基于美国AAR标准中大量载荷谱和焊接接头S-N曲线,以Visual Studio.NET为软件设计平台,研制了能以人机交互方式实现在I-DEAS后处理提取FEA结果中的应力细节,计算待评估点疲劳损伤值和设计寿命的货车疲劳寿命预测系统.以某公司出口的粮食漏斗车车体关键部位的抗疲劳设计为例,验证了该系统的实用性.     

卸货状态下漏斗车车体疲劳强度分析

通过漏斗车车体结构自由模态分析,确定卸货时振车器激振力的工作频率,确保冻结和板结的货物快速与完整地倾卸出;在激振力静态载荷作用下,对漏斗车车体进行静强度分析,并筛选出车体待评估焊缝;依据主S-N曲线法,对漏斗车车体关切焊缝进行结构应力分析和疲劳寿命预测,结果表明:在振车器激振力疲劳载荷作用下,车体焊缝疲劳损伤最大值为0.16,因此,建议漏斗车车体设计时,疲劳载荷工况不仅要包括ARR标准中的心盘、车钩等工况,还应考虑运用中的卸货工况.     

复合式机场道面结构设计方法

将沥青面层抗反射裂缝疲劳寿命和水泥混凝土板弯拉疲劳强度作为复合式机场道面的设计依据,基于复合式机场道面荷载应力、温度应力及抗反射裂缝疲劳寿命的计算式,借鉴民用航空运输机场水泥混凝土道面结构设计方法和公路水泥混凝土路面结构设计方法,提出了以荷载与温度综合疲劳弯拉应力和沥青面层反射裂缝疲劳寿命为设计指标的复合式机场道面结构设计方法,以单层、双层、三层的面层结构组合方案进行对比设计。设计结果表明:面层采用双层的改性沥青混凝土方案时综合疲劳应力为4.84 MPa,抗反射裂缝疲劳寿命为699 362次,满足设计要求,是一种经济可靠的结构组合方案,因此,设计方法可行。     

铝合金车体疲劳寿命预测新方法及其应用

针对铝合金车体的广泛应用,从可靠性的要求出发,引进了一种可以对铝合金车体焊缝的疲劳寿命进行预测的新方法——主S-N曲线法,该法已经列为美国ASME标准,可以有效的解决焊缝疲劳寿命问题.基于有限元模型,提出了车体虚拟疲劳试验的概念(VFT),即从EN12663标准中获取车体振动加速度,从有限元模型中获取应力,然后基于主S-N曲线的参数计算车体焊缝上疲劳寿命.最后,通过一个工程实际问题,验证了这一方法对铝合金车体抗疲劳设计的有效性.     

铰接式轻轨客车车体结构强度的精细分析

为设计满足EN12663-2010标准性能要求的铰接式轻轨客车车体,提出了车体结构静强度精细分析方法和车体焊接接头应力集中分析与疲劳寿命预测方法.以某出口铰接式轻轨客车铝合金车体为研究对象,首先建立了铰接车体整体结构的一级薄壳单元有限元模型;并在车体一级有限元模型分析的基础上,采用子模型技术与非线性接触技术相结合的方法构建了车体铰接模块的二级有限元模型,经接触非线性数值试验,优选出合理的铰接模块设计方案.采用美国ASME-2007标准的主S-N曲线法,对铰接车体焊缝进行了应力集中分析与疲劳寿命预测,识别出了焊接接头疲劳寿命的薄弱部位.借助焊缝结构应力的分析,提出的改进方案焊缝寿命比原始方案提高了2.49倍.     

铝合金车体疲劳寿命预测新方法及其应用

针对铝合金车体的广泛应用,从可靠性的要求出发,引进了一种可以对铝合金车体焊缝的疲劳寿命进行预测的新方法——主S-N曲线法,该法已经列为美国ASME标准,可以有效的解决焊缝疲劳寿命问题.基于有限元模型,提出了车体虚拟疲劳试验的概念（VFT）,即从EN12663标准中获取车体振动加速度,从有限元模型中获取应力,然后基于主S-N曲线的参数计算车体焊缝上疲劳寿命.最后,通过一个工程实际问题,验证了这一方法对铝合金车体抗疲劳设计的有效性.     

铰接式轻轨客车车体结构强度的精细分析

为设计满足EN12663-2010标准性能要求的铰接式轻轨客车车体,提出了车体结构静强度精细分析方法和车体焊接接头应力集中分析与疲劳寿命预测方法.以某出口铰接式轻轨客车铝合金车体为研究对象,首先建立了铰接车体整体结构的一级薄壳单元有限元模型;并在车体一级有限元模型分析的基础上,采用子模型技术与非线性接触技术相结合的方法构建了车体铰接模块的二级有限元模型,经接触非线性数值试验,优选出合理的铰接模块设计方案.采用美国ASME-2007标准的主S-N曲线法,对铰接车体焊缝进行了应力集中分析与疲劳寿命预测,识别出了焊接接头疲劳寿命的薄弱部位.借助焊缝结构应力的分析,提出的改进方案焊缝寿命比原始方案提高了2.49倍.     

基于结构应力法的焊接构架应力状态研究

采用结构应力法研究焊接构架焊接接头的应力状态.首先,结合结构应力法和BS EN15085-3:2007标准,提出焊接接头应力因数的计算方法,并归纳总结出确定焊接构架焊接接头应力状态等级的技术路线;其次,建立了包括焊缝在内的某焊接构架有限元模型,依据疲劳试验大纲中提供的疲劳载荷谱,分析了构架焊缝的结构应力分布特点,并利用结构应力法的98%可靠度-2σ的S-N曲线,对焊缝进行疲劳寿命预测,构架评估焊缝的总损伤均小于1,满足疲劳寿命设计要求;接着,基于构架评估焊缝的等效结构应力计算焊缝的应力因数,应力因数的最大值为0.79;最后,由应力因数的值,确定构架支撑座附近焊缝的应力状态等级为中.     

公路勘察设计中的协同设计

基于协同设计理念,分析了协同设计的发展轨迹,阐述了公路勘察设计协同设计建立的必要性;构建了以协同设计文件数据库、协同设计平台及应用业务管理为框架的公路工程设计项目协同设计管理系统模型,并对其主要功能进行了简要论述,以期能对我国公路设计质量和效益的提高有所裨益。     

互通立交设计中存在的问题及优化设计

针对互通立交设计中存在的环形匝道圆曲线半径设计未预留主线改扩建空间、单车道出入口的双车道匝道渐变段长度未结合设计速度差异化取值、左转匝道平面圆曲线半径取值偏小导致的停车视距不足等问题,提出根据主线车道数适当增大环形匝道圆曲线半径、根据设计速度动态确定匝道渐变段长度、根据停车视距选取对应平面圆曲线半径的优化设计方法,为设计人员在设计指标选取时提供参考.     

关于板桥设计问题的探讨

简要探讨了公路板桥上部行车道板设计,针对板宽、板高、横向联系、整体板和预制板的选择进行了分析.     

人性化设计在机械产品设计中的应用

现代社会中的人们对于工业产品的要求不仅仅停留在其基本功能的实现,更加注重产品设计中涉及到的人性化设计问题。因此对产品设计中人性化设计的研究不仅具有理论意义,还具有十分重要的指导意义。文章就"人性化设计"及其在机械产品设计中的应用进行分析和探讨。     

均匀设计法在船舶设计中的应用

在船舶设计及船型论证中，一般是通过建立数学模型和采用优化方法及多准则评析方法等，但此类方法的缺陷是试验次数多，文中介绍了均匀设计法在船舶设计中的应用，并与大家熟知的正交设计法进行对比分析，从理论和实际两方面比较了两种方法的异同，得出了均匀设计法优于正交设计法的结论。     

高速公路改扩建设计中互通式立交设计概述

高速公路互通式立交改扩建工程是高速公路改扩建工程的重要组成部分,通过阐述互通式立交改扩建设计相关内容,包括设计原则的确定、互通立交现状的调查、技术标准的确定、互通方案的设计以及在施工过程中保通组织的设计,可为相关工程项目提供参考.     

沥青路面结构设计和材料设计一体化

中针对目前国内外有关沥青路面结构设计方法的不足，提出一种新的基于路用性能的、结构设计和材料设计一体化的半刚性基层沥青混凝土路面设计方法，主要技术路线：路用性能——结构分工——材料类型——材料组成。     

沥青路面结构设计和材料设计一体化

中针对目前国内外有关沥青路面结构设计方法的不足,提出一种新的基于路用性能的、结构设计和材料设计一体化的半刚性基层沥青混凝土路面设计方法,主要技术路线路用性能--结构分工--材料类型--材料组成.