搅拌摩擦焊工艺探索与研究

对铝合金薄板的对接、角接及圆筒纵缝进行了搅拌摩擦焊工艺实验.实验结果表明:搅拌焊头的结构形状、旋转速度及焊接速度是决定搅拌摩擦焊焊缝成型及接头组织、性能的重要因素.     

5083铝合金搅拌摩擦焊焊缝的电化学腐蚀行为

通过室温静态挂片实验以及动电位极化曲线测试,在0．2mol／L NaHSO3＋0．6mol／L NaCl溶液中,对5083铝合金搅拌摩擦焊（FSW）焊缝以及5083铝合金母材的电化学腐蚀行为进行了研究．结果表明：主轴转速为300r／min,焊接速度为160mm／min,搅拌头倾角为3。时的焊缝与母材相比,平均腐蚀速率较小,腐蚀电位Ecorr正向移动,腐蚀电流Icorr变小．同时使用扫描电子显微镜（SEM）对室温静态挂片实验试样的表面形貌进行了观察,发现焊缝表面上局部只出现少量较浅的点蚀坑,而母材表面的点蚀现象较为严重．     

车辆轻量化的保证——摩擦搅拌焊技术

铝合金材料因为其重量轻巧，已经成为轨道车辆制造的热门材料。摩擦搅拌焊技术可以在不破坏铝合金接合部位强度和硬度的情况下，保证铝合金焊接的质量。[编者按]     

中国南车成功试制整车铝合金搅拌摩擦焊地铁车辆

由中国南车浦镇公司试制的首辆铝合金搅拌摩擦焊（FSW）样车车体试制成功。这是国内第～辆各大部件均采用FSW铝合金搅拌摩擦焊技术制造的铝合金车体,为FSW技术在国内轨道交通行业的应用成功打下了坚实的基础。     

包铝层对2A12铝合金搅拌摩擦焊焊缝电化学性能的影响

对1.35 mm厚、带包铝层的2A12铝合金搅拌摩擦焊(FSW)同种焊缝的金相组织进行了分析,在此基础上,在室温0.2 mol/L NaHSO3+0.6 mol/L NaCl溶液中,对母材(带包铝层的2A12)和同种焊缝进行了静态腐蚀失重和动电位极化扫描的对比研究.金相组织观察表明:FSW焊缝组织出现了明显的变化,焊核区发生了动态再结晶,形成细小的等轴晶结构.静态腐蚀失重和动电位极化扫描结果表明:包铝层起到较好的防护作用,母材的电化学性能要优于焊缝的电化学性能.     

包铝层对2A12铝合金搅拌摩擦焊焊缝电化学性能的影响

对1.35 mm厚、带包铝层的2A12铝合金搅拌摩擦焊（FSW）同种焊缝的金相组织进行了分析,在此基础上,在室温0.2 mol/L NaHSO3＋0.6 mol/L NaC l溶液中,对母材（带包铝层的2A12）和同种焊缝进行了静态腐蚀失重和动电位极化扫描的对比研究.金相组织观察表明：FSW焊缝组织出现了明显的变化,焊核区发生了动态再结晶,形成细小的等轴晶结构.静态腐蚀失重和动电位极化扫描结果表明：包铝层起到较好的防护作用,母材的电化学性能要优于焊缝的电化学性能.     

用数值模拟方法优化列车转向架侧梁焊接工艺的研究

基于ANSYS平台热弹塑性有限元分析,利用APDL语言,采用单元生死技术模拟焊缝形成过程,对B型列车14t转向架侧梁的焊接残余应力与变形进行了模拟。结果显示,侧梁沿x方向（即焊缝方向）产生了收缩,两端向中心的收缩量大致相等,其值分别为0．846mm和-0．935mm;在Y方向上,上盖板沿Y的负方向产生了较大的变形,其值为-1．548mm,下盖板的位移较小,最大值仅为0．213mm;z方向上,由于约束较强,其变形值较其它方向相比大约小一个数量级。等效残余应力在焊缝上最大,其峰值约为270MPa,随着与焊缝中心距离的增加,其值迅速减小。总体而言,模拟结果符合焊接理论,且与实际情况吻合,证明了用数值模拟方法进行焊接工艺优化的可行性。     

钢箱梁焊接残余应力的计算机数值仿真分析

利用大型通用有限元软件ANSYS,基于焊接残余应力的形成机理,提出了一种预测钢箱梁焊接残余应力的计算机数值仿真分析方法,并验证了所用数值方法的可行性,方法可应用于实际工程设计。     

厚钢板对接焊缝残余应力的数值模拟

基于ABAQUS及其子程序DFLUX,采用热力间接耦合法,对不同厚度尺寸的Q345B厚钢板的对接焊缝进行了三维模拟分析,得到了焊接的温度场分布和最终焊接残余应力分布.结果表明：构件表面焊接残余应力大于中间面;表面纵向和横向残余应力都有一定的规律;对接焊缝沿纵向焊接残余应力随着板厚度的增加而增加,这种增加的趋势对厚度小于70 mm的钢板很明显,对70～80 mm的钢板不明显;而横向残余应力随钢板厚度的增加变化不显著.     

钢箱梁面板与U肋焊接残余应力的分布特性

为研究残余应力场对钢箱梁疲劳性能影响效应,以港珠澳大桥正交异性钢桥面板为例,采用数值模拟的方法,研究了正交异性钢桥面板焊接全过程及残余应力分布特性,分析了板件参数对残余应力的影响效应,得到钢箱梁确定正交异性钢桥面板焊接残余应力分布的经验公式.研究结果表明:采用ANSYS热-结构弱耦合数值模拟方法可反映实际焊接过程中残余应力场的分布;焊缝区域残余应力峰值受板件参数影响较小,横向最大残余应力约为300 MPa;沿板厚方向焊接残余应力符合正弦分布,表明采用正弦函数作为其经验分布模型是可行的.      

基于不同外形参数模型的汽车外流场仿真

运用三维建模软件建立某型汽车的CAD模型,并基于知识工程模块设置一组影响汽车空气动力学的参数:前风窗角(FWW)、后风窗角(BWW)、接近角(AFA)、离去角(DRA),通过改变这些参数得到8种不同的汽车模型;将得到的参数化模型运用计算流体力学(CFD)软件Star - ccm+对其进行空气动力学模拟分析,模拟出不同参...     

基于正交试验的围护结构水平位移敏感性分析

为了研究基坑围护结构水平位移影响因素的敏感性程度,以深圳市城市轨道交通13号线13101标段留仙洞站为依托,首先,采用有限元软件ABAQUS建立三维数值模型,对基坑开挖与支护的全过程进行数值模拟计算;其次,选取围护结构厚度、围护结构入土深度和砼支撑轴力3个影响因素,采用正交试验法实现了9种不同情况的数值模拟试验,并对试验结果进行极差分析。研究结果表明：当基坑开挖完毕时,围护结构产生的最大水平位移为25.59 mm,发生在基坑东侧13轴桩身标高11 m深度处,该位移值没有超过其监测控制值30 mm,满足基坑开挖安全性的要求;各影响因素对围护结构水平位移的敏感性程度由大到小依次为砼支撑轴力、围护结构入土深度、围护结构厚度。     

基于精细化模型的盾构隧道纵向变形研究

为探究盾构隧道下沉或上浮时管片的受力情况,利用有限元软件ABAQUS建立三维精细化非线性有限元模型,分析在管片转动、错台等影响下连接螺栓、管片的应力发展规律。结果表明：在相同管片张开角条件下,连接螺栓的应力与变形曲率半径呈负相关。当变形曲率半径为3 000 m、张开角为0.002 0°时,首次出现螺栓屈服现象;当变形曲率半径为∞m、张开角为0.040 0°时,首次发生螺栓破坏;当变形曲率半径≤1 000 m时,不论张开角多大,所有螺栓均屈服。从环面方向对连接螺栓进行分析,可以看出环面上各螺栓的应力发展有3个阶段。当张开角增大或变形曲率半径减小时,管片部分区域的拉应力开始减小,相应阶段逐渐发展为塑性抗拉阶段。在小变形曲率半径(300～2 000 m)范围内,管片的最大主压应力水平更多取决于变形曲率半径的大小,而随转动角的增大其变化较小。     

基于SIR的路边违停行为传播模型研究

为了避免路边违章停车现象的加剧,对违章停车行为的传播规律进行研究.以传染病传播过程与路边违章停车行为传播过程的相似性为切入点,根据传染病SIR模型,建立路边违章停车行为的传播模型.利用相轨线分析和参数分析的方法,得到传播的趋势和阈值,并解释了各传播因子对传播过程的影响.最后选择大连市少年宫附近路段为研究对象进行数据采集,借助Matlab程序对模型和实测数据进行模拟检验分析.研究表明,所建模型能够表达基本的违章停车传播过程,符合路边违章停车的基本规律,对今后制定违停行为的管理措施有重要的意义.     

基于半模型的高速列车远场气动噪声计算方法

随着高速列车运行速度的提高,其气动噪声问题逐渐凸显,如何准确快速预测高速列车的远场气动噪声成为关键.利用半自由空间的Green函数求解FW-H方程,推导了考虑半模型时的远场声学积分公式,提出通过半模型的数值计算结果预测全模型高速列车远场气动噪声的方法;建立了全模型和半模型高速列车的气动噪声数值计算模型,应用改进延迟的分离涡模拟方法对不同模型高速列车表面的气动噪声源进行求解;通过风洞试验进行了全模型高速列车的数值仿真计算方法验证;对比分析了全模型和半模型高速列车周围的流场结构、气动噪声源和远场气动噪声特性.结果表明：半模型高速列车数值计算得到的列车周围流场结构、气动噪声源以及远场气动噪声特性与全模型的一致;采用半模型计算会过高估计列车尾车流线型区域表面压力的波动程度和噪声源的辐射强度,但通过半模型预测整车模型的远场噪声平均声压级误差小于1 dBA;相比于全模型高速列车,半模型计算时的网格总量减少一半.     

基于实测数据的信控环交驾驶行为建模与仿真

通过图像识别得到单进口轮流放行信控环交的车辆轨迹数据,发现车辆在信控环 交内的换道行为主要集中在入环阶段和出环阶段发生.在换道空间分布特征及其原因剖析的 基础上,引入驾驶心理参数,分别建立了入环、环中阶段和出环阶段的信控环交元胞自动机模 型.模型的数值模拟结果表明,由于进口道车道功能未渠化,车辆在环内换道引发的冲突与阻 滞是导致信控环交运行不畅的重要原因,换道动机与时机取决于转向比例与渠化方案,与进 口道绿灯时间的增减相关性甚微,过长的放行时间反而会导致环内车流密度加大,换道所造 成的阻滞更难以消散,不利于信控环交的运行.     

基于流固耦合模型对京沪高速公路改扩建拓宽路基差异沉降控制标准的研究

对高速公路改扩建差异沉降标准进行研究,通过对既有道路观测数据分析,利用流固耦合模型对拼宽路基进行数值模拟,分析了新老路基差异沉降特性,提出京沪高速公路差异沉降控制标准:工后沉降不超过5cm,总沉降量不超过15cm,路拱横坡度增大值应不大于0. 5%。     

基于熵权-灰关联法的岩质开挖边坡安全评价模型

根据边坡稳定性评价体系, 选取边坡岩体质量评分、边坡开挖方法调整系数、高度修正系数、结构面调整系数、结构面调整值5个评价指标反映边坡的整体稳定性, 并作为安全评价模型的序列变量; 建立了熵权-灰关联安全评价模型, 将目标边坡作为系统特征序列, 12处岩质边坡作为相关因素序列, 评价了京沪高速改扩建工程沿线典型岩质边坡的安全性, 并提出工程建议; 采用FLAC3D仿真软件, 分析了不同阶段机械开挖和不同炮孔处静力爆破条件下边坡的稳定性变化规律, 以验证安全评价模型的准确性。分析结果表明: 边坡稳定性评价指标可较好地反映边坡的稳定性特征; 熵权-灰关联安全评价模型充分发挥了灰关联法在小样本数据分析的优点, 且由熵权法计算的指标权重改善了传统灰关联分析中由专家打分或平均赋权的缺陷, 使评价结果更加客观; 三级边坡和一级边坡的开挖使边坡K593+260~K593+555的安全系数分别降至1.01和1.00, 和上一级边坡相比降幅分别为34.8%、9.1%, 说明缓倾顺层岩质边坡的开挖会使岩层沿结构面滑动, 使边坡失稳; 瞬时动荷载和荷载积累效应控制静力爆破条件下边坡的稳定性, 瞬时动荷载的出现使边坡安全系数下降了7.7%, 荷载积累效应的消散使安全系数平均回升3.6%, 说明爆破对边坡的松动作用明显, 荷载积累的消散使边坡的稳定性提升。