提高轨道交通用弹性体结构材料性能的研究

通过对天然橡胶/改性蒙脱土纳米复合材料的研究,提出利用橡胶/层状硅酸盐插层纳米复合技术、炭黑表面接枝改性技术和其他配方设计技术,可有效地提高天然橡胶硫化胶的力学性能、耐老化性能和耐疲劳性能,使我国轨道交通减震用弹性体结构材料的承载能力和使用寿命提高到一个新的水平.     

BiOCl/Zn-Al LDHs复合材料的制备及光催化性能研究

采用共沉淀法制备了Zn-Al层状双氢氧化物(LDHs)包覆BiOCl微球的复合光催化材料。利用X射线衍射、傅里叶红外光谱、紫外可见漫反射、扫描电镜等对样品的形貌、物相组成进行了表征。并以甲基橙为模拟污染物,研究了所制备的样品在紫外光以及可见光下的光催化性能。实验结果表明,BiOCl/Zn-Al LDHs复合物的光催化活性优于单一的BiOCl和Zn-Al LDHs,当Zn-Al LDHs质量分数为19.5%时的BiOCl/Zn-Al LDHs复合光催化材料表现出了最强的催化活性,在紫外光和可见光照射下对甲基橙的降解率分别为94.4%和28%。     

制备参数对泡沫轻质土工作性能和力学性能的影响

分析不同制备参数对泡沫轻质土拌合物工作性能及其经时变化的影响,并对其硬化体力学性能进行了对比研究。结果表明:在水胶比为0.5且未掺加减水剂的情况下,泡沫轻质土拌合物流值随初始湿密度的增大而增大,不同初始湿密度的拌合物在60 min内的湿密度增加率均在±5%以内;泡沫轻质土硬化体的抗压强度、劈裂抗拉强度均与拌合物初始湿密度呈良好的线性相关性,当拌合物湿密度为500 kg/m~3时,硬化体抗压强度已超过1 MPa;拌合物湿密度增加率随水胶比的变化有所波动,当水胶比为0.5~0.7时,硬化体力学性能基本稳定;减水剂会提高泡沫轻质土拌合物的流值,但对硬化体力学性能无明显影响。     

高速列车风挡用白色EPDM橡胶材料的研究应用

采用三元乙丙橡胶(EPDM)为基材,探讨防老体系、填充体系以及硫化体系对白色橡胶外风挡橡胶材料性能的影响。结果表明:采用紫外吸收剂与光稳定剂并用的方式,可有效提高EPDM胶料高温、氙灯老化后的力学性能和抗黄变性;采用钛白粉与白炭黑等白色填料并用的方式,可同时提高力学性能和抗黄变性;采用过氧化物硫化体系或二硫代氨基甲酸盐类及秋兰姆类促进剂的EPDM材料色差更小,并成功开发出性能满足技术要求的风挡橡胶材料。     

导热绝缘尼龙复合材料的制备与性能研究

采用熔融共混方法制备了尼龙/玻纤(GF)/氧化镁(Mg O)导热绝缘复合材料。考察了导热粉体氧化镁(Mg O)含量、不同粒径粉体复配对复合材料外观、导热性能、散热性能及微观形态的影响。结果表明:复合材料的导热性能随着Mg O含量的增加而提高,合理的粒径复配有利于改善材料外观并提高导热性能,且材料的导热系数直接影响LED灯芯片的温度;扫描电子显微镜(SEM)显示,Mg O的加入能有效促进GF的分散,且自身能均匀地分布于尼龙基体中。     

Q355GNHD高耐候钢的动态高应变率塑性本构模型

Q355GNHD高耐候钢是先进轨道车辆车身的常用材料,其动态条件下的塑性本构模型对车身结构受力数值仿真至关重要.文章采用MTS 647 Hydraulic Wedge Grip和AutoCAE(HRST-I)高速试验机对Q355GNHD高耐候钢开展准静态、动态拉伸力学性能试验,获取了该型材料在0.001～500 s-1...     

活性稀释剂对环氧树脂快速修复材料性能的影响

采用环氧树脂主剂、缩水甘油醚类活性稀释剂、改性胺固化剂、消泡剂和防老化剂制备环氧树脂快速修复材料,测试活性稀释剂对环氧树脂性能的影响。结果表明,缩水甘油醚类活性稀释剂可明显降低环氧树脂主剂黏度,提高环氧树脂快速修复材料柔顺性,但过掺会导致其严重缓凝和力学强度下降;环氧官能度为2的缩水甘油醚类活性稀释剂对环氧树脂快速修复材料反应速度和力学性能影响最小;当1,4-丁二醇二缩水甘油醚的掺量为20%时环氧树脂快速修复材料综合性能最佳。     

B_4C含量对高速动车组C/C-SiC制动材料摩擦磨损性能研究

为提高C/C-SiC摩擦材料的热物理性能和摩擦磨损性能,降低制动过程摩擦面温度,文中采用真空压力浸渍结合化学气相沉积(CVI)和液硅渗透(LSI)制备了B_4C改性C/C-SiC摩擦材料(C/C-B_4C-SiC),研究了不同B_4C含量对C/C-B_4C-SiC摩擦磨损性能的影响。结果表明:适量引入B_4C可降低制动过程中的摩擦面温度;通过对摩擦磨损性能及磨损机理的分析,表明B_4C的引入有利于形成均匀而连续的摩擦膜,使C/C-B_4C-SiC制动材料的磨损率在高速制动时降低50%以上。     

高速列车粉末冶金制动闸片的研制

针对我国高速列车对制动闸片材料的性能要求,采用粉末冶金加压烧结工艺制备了高速列车用制动闸片。通过对材料的组合和工艺参数的试验研究,制备了6种体系的铜基摩擦材料,对其进行力学性能及1:1摩擦制动性能试验,从中获得一种铜基粉末冶金摩擦材料。研究表明:该种制动闸片的材料具有较高的抗压强度、高而稳定的摩擦因数、低的磨损和良好的制动性能,能满足300 km/h高速列车的制动要求。     

使用功能性材料轴箱定位装置的基础研究

文章介绍了运用磁性弹性体设计轴箱定位(轴箱支撑)装置的方法,提出考虑省维修的新型导向转向架的建议。先从描述车辆用磁性弹性体的特性试验结果入手,阐述将上述材料应用于轴箱定位装置的车辆曲线通过性能仿真结果,评价了应用磁性弹性体的轴箱定位装置的功效(实用性)。     

客运专线常用跨度桥梁弹性体伸缩缝材料的应用研究

弹性体桥梁伸缩缝具有良好的力学性能和黏接性能,耐老化、耐高低温、耐化学腐蚀,并且施工便捷、养护维修方便、性价比较高,应用前景十分广阔.通过单轴拉伸试验,对客运专线24 m、32 m常用跨度简支梁伸缩缝弹性体材料的本构模型进行了计算分析,选择三参数Rivlin模型作为其本构模型,并以此构建仿真模型,进行结构优化设计.     

机车车辆有关配件制造的新材料、新技术、新工艺(一)

1碳/碳(C/C)复合材料活塞碳/碳(C/C)复合材料(碳纤维增强碳基复合材料)是一种先进的战略材料,不仅广泛应用于航空航天和军工领域,在铸造以及其他交通装备制造中,也在逐步扩大应用。该材料具有很好的理化性能与力学性能。如:热膨胀系数低(1~5×10-6/℃),约为铝合金的1/10;导热率高(150~180W/m.K);密度小(约为1.8g/cm3),是陶瓷的1/2~1/3;摩擦性能好(摩擦因数为0.2~0.3),且具有自润滑作用;热冲击性能好;高温性能优异(3D C/C复合材料在1700℃及惰性环境下的抗弯性能为571.9MPa)。在温度高于3000℃时,C/C复合材料具有比铝合金更高的强度。…     

密度对聚氨酯固化材料减振性能的影响

通过调整发泡剂用量制备出不同密度的聚氨酯固化材料,研究密度对聚氨酯固化材料力学性能、减振性能以及对聚氨酯固化材料与道砟形成的固结体减振性能的影响,探讨聚氨酯固化材料减振性能与其固结体减振性能的关系,分析聚氨酯固化材料减振性能的影响因素。结果表明:随着密度的增加,聚氨酯固化材料的拉伸强度、撕裂强度和压缩强度均逐渐增大,而断裂伸长率先增加后降低,在密度为137 kg/m3时达到最大值;聚氨酯固化材料的减振性能与其固结体的减振性能呈线性正相关关系;聚氨酯固化材料的减振性能与固化材料中开孔气泡的数量有关,随着聚氨酯固化材料密度的降低,固化材料中开孔气泡数量越多,吸能效果越显著,减振效果越好。综合考虑力学性能和减振性能,聚氨酯固化材料的密度宜在140～170 kg/m3。     

碱激发矿渣粉煤灰透水混凝土性能研究

以磨细矿渣(SL)和粉煤灰(FA)为原料、钠水玻璃为碱激发剂,石灰石碎石为粗骨料,制备碱激发矿渣粉煤灰透水混凝土(AASFPC)。研究浆体层厚度与液固比对AASFPC抗压强度、有效孔隙率及透水系数的影响,并对比AASFPC与普通透水水泥混凝土(OPC)的力学、透水及耐酸雨侵蚀性能。研究结果表明:液固比为0.45,包裹骨料的浆体层厚度为0.40～0.50 mm时,随浆体层厚度增加,AASFPC的抗压强度增大,有效孔隙率和透水系数减小;当包裹骨料的浆体层厚度为0.50 mm,液固比在0.45～0.55时,随液固比增加,AASFPC的抗压强度减小,有效孔隙率和透水系数稍有增大;包裹骨料的浆体层厚度对AASFPC性能的影响力要显著于液固比,可将其作为AASFPC配合比设计重要指标参数;浆体层厚度相同时,AASFPC的力学性能和耐酸雨性能均优于硅酸盐水泥配制的透水混凝土(OPC),透水性能略低于OPC但仍满足规范要求,碱激发矿渣-粉煤灰胶凝材料可用于制备高性能绿色透水混凝土。     

高速列车用浮动式制动闸片的研制

利用粉末冶金方法制备了高速列车用铜基闸片材料,通过优化既有制动闸片结构,研制出浮动式结构制动闸片,并测试了其物理力学性能和摩擦磨损性能,研究结果表明:该浮动式制动闸片结构可靠,摩擦性能稳定,磨耗量小,可满足350 km/h及以上高速列车的制动要求。     

高速列车风挡用多元纳米复合材料的研究

以三元乙丙橡胶(EPDM)和有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料为基础,复配笼形八乙烯基硅倍半氧烷(POSS)、氢氧化铝(Al(OH)3)、可膨胀石墨(EG)制备多元纳米复合材料,测试了材料的燃烧性能和力学性能。测试结果表明,与纯纳米复合材料(EPDM/OMMT)相比,添加了POSS, EG和Al(OH)3的多元纳米复合材料的成炭效果和燃烧性能均有所提升;但多元纳米复合材料力学强度有所降低。采用多元纳米复合材料(EPDM/OMMT/EG或EPDM/OMMT/Al(OH)3)开发高速列车内外风挡用橡胶材料,其性能可满足风挡的阻燃功能及使用要求,并在强度、低温性能和阻燃性能等方面比国外样品更优,在多种型号的高速列车风挡上实现了工程化应用。     

原位（Nb，V）C增强铁基复合材料的组织与性能研究

用铸造法制备原位内生（Nb,V）C增强的铁基复合材料时．随着增强相体积分数的增加,其形态从晶界共晶短杆状分布向均匀颗粒状分布转变。对该复合材料的力学性能进行了分析,结果表明当体积分数达到8％时复合材料具有最好的力学性能。     

动车踏面清扫器研磨子的研制

确定研磨子性能测试的标准和条件,优化材料配方和压制工艺,研制动车踏面清扫器研磨子.研磨子以热塑性酚醛树脂和丁腈胶粉为粘合剂,以铁粉和铝矾土为填料,以钢纤维和无机矿物纤维为纤维,在压制压力为(3±2)MPa,压制温度为150～160℃下制成.通过力学性能、热重、强制磨耗等试验分析可知研磨子的性能:具有较高的冲击强度、硬度...     

沪通长江大桥水下自密实混凝土工作性能试验研究

通过流动性试验、间隙通过性试验、流变性能试验和灰色关联度分析,研究了胶凝材料用量、水胶比、砂率、粉煤灰掺量等因素对水下自密实混凝土工作性能的影响。试验结果表明:当水胶比在0. 36～0. 38,胶凝材料用量在440～480 kg/m3,砂率为50%,粉煤灰掺量在35%～45%时,混凝土的屈服应力和塑性黏度较小,流动性及间隙通过性较为优异,综合分析确定了最优的混凝土配合比;胶凝材料用量和水胶比是影响混凝土工作性能的主要因素,而砂率和粉煤灰掺量对混凝土工作性能的影响相对较小;混凝土流动性对V形漏斗流出时间最为敏感,对坍落扩展时间和倒置坍落度筒排空时间的敏感性差别不大;提出了低胶凝材料用量、高体积稳定性的水下自密实混凝土制备方法,为沪通长江大桥及同类超大深水基础复杂结构工程水下自密实混凝土的制备提供了试验和理论依据。     

普通混凝土落锤冲击动态力学性能试验研究

为研究普通混凝土材料的动态冲击力学性能,利用改进的落锤冲击试验装置,对C30混凝土圆柱体进行低速冲击试验。为降低落锤冲击惯性效应并获得稳定的加载速率,试验采用不同厚度的橡胶或海绵作为波形整形材料;采用20 mm厚橡胶时可消除惯性力影响,延长加载时间,使试件纵向应力趋于均匀分布,并实现恒定速率加载。试验结果表明:冲击荷载下混凝土破坏形态与静载下相同,动态增大系数(DIF)、极限应变与吸收能量随应变率增加而增加,在本文试验参数范围内应变率对混凝土应力-应变曲线形状影响较小。对已有混凝土动态力学性能试验结果进行统计和对比,验证了CEB2010规范公式偏于保守地描述了DIF与应变率的关系,且本文的研究结果填补了应变率10-1/s~100/s范围内试验数据。