高速列车转向架舱内流场实车测试与数值模拟

设计了一种高速列车转向架舱内流场状态测试装置。在无横风、横风速度为15m·s^-1与端板角度分别为30°、45°、70°条件下对转向架舱内流场进行了数值模拟, 并分析了裙板包覆对转向架舱内积雪形成的影响。试验结果表明: 转向架舱内气流流动规律的实测结果与模拟结果相同, 说明数值模拟可行; 动气流由列车底部以及两侧裙板灌入转向架舱内, 流经端板时产生流动分离现象, 大部分气流由端板底部及两侧裙板后部排出; 自头车往后, 流经转向架舱内的气流速度逐渐减小, 裙板处进气区域减小, 裙板后部排气区域增大; 雪粒大多由流经转向架舱底部的气流带入, 然后在转向架流场影响下不断沉积而产生积雪; 合理设置转向架舱端板角度可以减小冰雪在转向架舱内堆积的概率; 包覆裙板并不能有效减少转向架舱内积雪, 不建议采用。     

服役温度对BFRP/铝合金粘接接头静态失效的影响

在车辆轻量化设计过程中, 为了预测BFRP/铝合金粘接接头在服役温度下的静态失效行为, 加工了处于拉应力、剪应力与拉剪组合应力状态的粘接接头, 根据车辆服役温度特点, 选取-40℃、-10℃、20℃、50℃、80℃五个温度测点, 通过准静态拉伸试验, 得到不同应力状态下接头失效强度随温度的变化规律, 分析了粘接接头失效形式和失效准则; 基于粘接接头在不同温度下的拉、剪应力, 建立了接头的二次应力失效准则方程, 对不同温度下的接头强度进行失效预测。分析结果表明: 粘接接头的失效强度受温度的影响明显, 随温度升高, 失效强度减小; 粘接接头中剪应力和拉应力的不同占比也会对接头失效强度造成一定的影响, 随着剪应力比例增大, 温度升高使接头失效强度下降更明显; 相比于低温-40℃, 高温80℃时的拉伸接头与剪切接头失效强度的下降幅度分别为47.77%与61.49%;随着温度升高, 粘接剂的失效应力和杨氏模量逐渐减小, 而失效应变逐渐增大, 说明温度很大程度上影响了粘接剂的力学性能; 粘接接头失效形式为内聚和纤维撕裂的混合失效, 拉应力作用下接头更容易发生纤维撕裂, 并且随温度升高, 纤维撕裂面积减小, 因此, 为了防止纤维撕裂, 需要避免粘接接头受拉应力作用; 粘接接头在不同温度下的二次应力失效准则曲线拟合精度均在0.957以上, 并绘制了失效准则响应曲面, 直观反映了粘接接头失效强度在车辆服役温度下的变化规律。     

高温合金GH4169氩弧焊接头的高温组织和力学性能

通过650℃高温拉伸和高温持久拉伸试验和光镜分析手段,对高温合金GH4169氩弧焊接头的组织形态和力学性能进行了研究.结果表明:接头的高温抗拉强度优于母材,但塑性显著下降,高温持久强度接近母材.母材基体组织为奥氏体,其上弥散析出γ'、γ″强化相,接头基体组织为树枝状奥氏体,树枝晶间有针片状的析出相,近缝区母材晶粒过热长大,是焊缝的薄弱环节.     

Numerical simulation of multi-pass rolling force and temperature field of plate steel during hot rolling

Rolling force and temperature field are important parameters in the hot rolling process of plate steel. Most researchers use ANSYS/LS-DYNA and MSC.Marc to simulate the hot rolling process, however, software DEFORM-3D is not used widely in this field. Therefore, in this study, the commercially available finite element analysis software DEFORM-3D is used to simulate the distribution of rolling force, stress-effective, strain-effective and temperature field during the hot rolling process of plate steel with the size of 0.220m×2.070m×1.904m. Both the simulated rolling force and temperature of the multi-pass are compared with the measured results. It is shown that the simulated values by the finite element method are approximate to the measured values in the hot rolling of plate steel. So the simulation can provide an important reference and optimization to make rolling process and parameters in steel factory.     

支撑刚度对载流摩擦磨损特性的影响

在CETR UMT-2摩擦磨损试验机上, 用自行设计的夹具, 研究了支撑刚度对钢铝复合轨与受电靴摩擦副之间的载流摩擦磨损特性的影响, 测量了法向力随时间的变化曲线与受电靴的磨损质量和弹簧在加、卸载过程中的变形能, 分析了变形能与载流摩擦磨损特性之间的关系。分析结果表明: 随着载荷的降低, 载荷振幅均增大; 弹性支撑时的载荷振幅和磨损质量总体上较刚性支撑的小; 弹簧的摩擦耗能与变形能的比值越大, 吸振能力越强, 载荷振幅越小, 载流磨损质量越低。可见, 弹性支撑能降低载荷的振幅, 保证良好的受流, 选择合适的加载范围和一定刚度的弹簧支撑能有效地降低电弧烧蚀带来的材料损失, 延长摩擦副的使用寿命。     

挡雪防沙结构物风速场分析

牧区道路是一种比较特殊的道路形式,易受雪害和沙害的影响.文章利用有限元的方法分析了挡雪墙和挡沙墙、防雪栅板、导风板前后的风速场,模拟风雪流和风沙流在遇到以上防雪挡沙结构物时的速度场,从而提出牧区道路各种防雪挡沙结构物的合理位置、高度及形式.     

跨河公路大桥桩基础钻孔溶洞处置方案设计及数值模拟分析

以X大桥为实例,对桩基础钻孔溶洞处置方案进行了设计和阐述,采用大型三维有限元软件Midas/GTS对数值进行模拟分析,对处置效果的做出了相应的评价分析。     

弯道宽度对车辆行驶轨迹和速度的影响规律

采用虚拟道路行驶仿真方法,在具有不同路宽的弯道上,进行了小客车行驶试验,分析了通道宽度与不同的弯道半径、转角相组合时其变化对行驶轨迹和速度的影响.研究结果表明:当弯道转角在20°～50°时,通道变宽能使轨迹半径和速度明显地、近乎线性地增加,其中受影响最大的是转角为20°、半径低于200 m的弯道.当通道宽度从2 m增加...     

胶粘剂和CFRP吸湿对复合材料粘接接头失效的影响

对胶粘剂和复合材料的影响进行解耦;采用常温环境分别对胶粘剂、碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)和CFRP/铝合金粘接接头进行不同时间周期的浸泡,研究了不同应力状态对粘接接头失效的影响;以准静态失效测试的失效强度和失效模式分析为主,结合傅里叶变换红外光谱仪分析、差示扫描量热法分析和扫描电子显微镜分析,分别研究胶粘剂和CFRP吸湿后的失效机理,揭示了吸湿对复合材料粘接接头失效的影响机理。分析结果表明：胶粘剂在吸湿30 d后发生了水解,失效强度下降约53.7%,失效应变约为原来的3.2倍;CFRP吸湿后表面粘附性降低,容易引起界面失效,但打磨之后能够得到改善,CFRP吸湿后纤维/基体界面力学性能降低,在正应力状态下更容易造成纤维撕裂;CFRP/铝合金粘接接头的失效强度在吸湿30 d后下降了约23%,失效断面中胶粘剂出现了韧性断裂和界面失效;通过对胶粘剂、CFRP和CFRP/铝合金粘接接头吸湿后的失效分析,发现剪应力状态下的CFRP/铝合金粘接接头失效主要受胶粘剂吸湿后的性能下降影响,其次是界面失效的影响,而正应力状态下的CFRP/铝合金粘接接头失效还受CFRP性能下降造成的纤维撕裂影响。     

Research on temperature field and thermal stress of liquefied natural gas carrier with incomplete insulation

The insulation of membrane type liquefied natural gas (LNG) carrier is composed of plywood boxes filled with perlite. Within the service period, considering of the effects of load conditions, such as sloshing, wave load, it is possible to have some damage of the plywood box, leakage of perlite, and failure of the insulation box. LNG carrier without whole protection of effective insulation is dangerous. Hull structure is extremely fragile when exposed to ultra-low temperature. In order to solve these problems, firstly a study on insulation boxes’ character and work condition is carried out and some presuppositions of partial disabled insulation are put forward. Secondly the thermal system of LNG carrier is analyzed to find out an effective way to simulate the thermal action of close air between outer and inner hull. Then a calculation about temperature field and thermal stress is done by MSC/PATRAN&NASTRAN. At the end it is concluded that LNG carrier with incomplete insulation is dangerous and needs to be avoided.     

Numerical simulation of thermal and iron ore reduction conditions in pre-reduction shaft furnace based on reducing gas composition and temperature

Based on the principles of mass, momentum and heat transfers between the reducing gas and the iron ore solid, a two-dimensional mathematical model for above two phases is established to study the influences of reducing gas composition on thermal and reduction conditions in pre-reduction shaft furnace with the temperature ranging from 1 023 to 1 223K. Due to the strong endothermic effect of iron ore reduction participated by hydrogen (H₂), increasing the ratio of carbon monoxide (CO) to H₂ enlarges high temperature zone under present calculation conditions, thus improves reduction efficiency inside the furnace. In addition, replacing of the reducing gas with an appropriate proportion of nitrogen (N₂) featuring the same temperature has a potential to reduce fuel consumption by as much as 6.5% while the products of similar quality are yielded.     

交通运输传播新型冠状病毒肺炎的系统动力学仿真

为研究交通运输对新型冠状病毒肺炎(COVID-19)传播的影响, 建立了基于系统动力学的交通运输传播新型冠状病毒肺炎模型; 在设定模型假设的基础上, 将人群分为易感个体、潜伏个体、感染个体和移除个体4种, 并根据COVID-19的传播特性建立了交通运输影响下疫区、港站、车船和关联地区的COVID-19修正易感-潜伏-感染-移除(SEIR)和易感-潜伏-感染(SEI)传播动力学方程; 在研究交通运输传播COVID-19过程的基础上, 绘制了交通运输传播COVID-19的系统动力学模型因果回路, 并进行了因果反馈回路分析; 构建了基于系统动力学的交通运输传播COVID-19模型, 并检验了模型的量纲一致性、机械错误、有效性和极端条件; 以A市为研究对象, 建立了3种仿真场景以研究交通运输对COVID-19传播的影响。仿真结果表明: A市COVID-19感染个体数量在疫情发生后第32天达到峰值, 累计感染77 726人, A市以外地区感染个体数量在疫情发生后第30天达到峰值, 累计感染28 084人; 交通运输对COVID-19的传播起正反馈作用, 交通运输影响下的COVID-19感染个体和移除个体数量峰值分别是无交通运输参与下的18.62、10.99倍, 因此, 实施交通管控措施对控制疫情发展、防范疫情扩散具有积极作用; 公共交通出行比例的增加将进一步加快COVID-19的传播, 因此, 减少人们出行需求, 降低公共交通出行比例, 加大对公共交通车船、港站的病毒消杀工作能有效减缓COVID-19的传播。     

高温和重载对DCLR改性沥青混合料抗变形能力的影响

为了评价煤直接液化残渣(DCLR) 和复合DCLR改性沥青混合料在高温和重载下的抗变形能力, 对级配为AC-20的2种沥青混合料进行多温度(50℃、60℃、70℃)、多荷载(0.7、0.8、0.9、1.0 MPa) 条件下的三轴重复荷载试验, 并对试验数据进行非线性拟合, 提出了能够在高温和重载条件下评价2种沥青混合料抗变形能力的指标, 并利用方差分析法研究了温度和荷载对沥青混合料抗变形能力的显著性影响。研究结果表明: 2种沥青混合料的永久变形随温度和荷载的增大而增大, 流动数、非线性拟合指数分别与温度和荷载呈负相关与正相关, 说明流动数和非线性拟合指数均能反映沥青混合料的抗变形能力, 但2种沥青混合料的流动数的三维曲面在温度为65℃~70℃和荷载为1.0 MPa处有交叉, 说明流动数在高温和重载条件下不能有效区分DCLR和复合DCLR改性沥青混合料的抗变形能力; 在0.05显著性水平下, 2种沥青混合料的抗变形能力对温度的敏感性均高于荷载, 因此, 温度为影响2种沥青混合料抗变形能力的主要因素, 荷载为次要因素; 温度和荷载的非线性拟合指数、流动数分别在0.013和0.113显著性水平下对2种沥青混合料的抗变形能力有显著性影响, 因此, 在试验温度和荷载范围内非线性拟合指数比流动数更适合作为评价DCLR与复合DCLR改性沥青混合料抗变形能力的指标。     

Effect of temperature, chloride ions and sulfide ions on the electrochemical properties of 316L stainless steel in simulated cooling water

The influence of temperature, chloride ions and sulfide ions on the anticorrosion behavior of 316L stainless steel in simulated cooling water was studied by electrochemical impedance spectroscopy and anodic polarization curves. The results show that the film resistance increases with the solution temperature but decreases after 8 days＇ immersion, which indicates that the film formed at higher temperature has inferior anticorrosion behavior; Chloride ions and sulfide ions have remarkable effects on the electrochemical property of 316L stainless steel in simulated cooling water and the pitting potential declines with the concentration of chloride ions; the passivation current has no obvious effect; the rise of the concentration of sulfide ions obviously increases the passivation current, but the pitting potential changes little, which indicates that the two types of ions may have different effects on destructing passive film of stainless steel. The critical concentration of chloride ions causing anodic potential curve＇s change in simulated cooling water is 250 mg/L for 316 L stainless. The effect of sulfide ions on the corrosion resistance behavior of stainless steel is increasing the passivation current density Ip. The addition of 6 mg/L sulfide ions to the solution makes Ip of 316 L increase by 0.5 times.     

恒定均匀磁场对肿瘤细胞调亡Bcl-2及Bax蛋白表达的研究

目的　探讨磁场对肿瘤细胞凋亡及其相关基因 Bcl- 2及 Bax蛋白表达的影响 ,揭示磁场抗癌作用的分子机制。方法　 460只 SD大鼠右下肢皮下移植 Walker- 2 56瘤株 ,常规饲养 2周后 ,随机选择 40 0只分为荷瘤对照组和荷瘤实验组。实验组每日接受不同强度不同时间的磁场处理 ,持续 2周 ,观察瘤鼠存活率 ,然后处死 ,测量瘤体体积及湿重 ,最后行 HE及免疫组化染色。结果　与对照组比较 ,实验组大鼠存活率 (84.2 8% )增高 ,肿瘤体积 (1 .78cm3± 0 .82 cm3)及肿瘤湿重 (2 .2 0 g± 1 .43g)明显减小 (P <0 .0 5)。病理组织学检查可见细胞凋亡的数目明显增多。Bcl- 2蛋白阳性表达率 (1 8% )低于对照组 ,Bax蛋白阳性表达率 (43% )高于对照组 (P <0 .0 5) ,Bcl- 2 /Bax的比值低于对照组。结论　恒定均匀磁场的作用结果使凋亡相关基因 Bcl- 2蛋白的表达下调 ,Bax蛋白的表达增高 ,Bcl- 2 /Bax的比值减小 ,是诱导肿瘤细胞凋亡的原因之一     

恒磁场对内皮细胞分泌和表达细胞间黏附分子-1及与单核细胞黏附的抑制作用

目的　观察不同强度恒磁场对氧化修饰低密度脂蛋白 (OX LDL)作用下人脐静脉内皮细胞 (HUVEC)分泌和表达细胞间黏附分子 1(ICAM 1)及HUVEC与人单核细胞株THP 1黏附的影响。方法　采用体外培养第 3代的HUVEC ,实验分为 6组 ,即对照组、OX LDL(10 0mg·L-1)组及OX LDL +不同磁感应强度 (1、5、10、2 0Gs)的恒磁场组。各组细胞于培养及恒磁场作用 2 4h后收集标本 ,用酶联免疫吸附试验 (ELISA)检测HUVEC分泌ICAM 1的量 ,免疫细胞化学检测ICAM 1的表达 ,计数法观察HUVEC与THP 1的黏附率。结果　OX LDL 10 0mg·L-1刺激细胞 2 4h,ICAM 1的分泌和表达显著增高(P <0 .0 5vs.对照组 ) ;而 1、5、10和 2 0Gs恒磁场组细胞ICAM 1的分泌和表达显著低于OX LDL组 (P <0 .0 5 )。OX LDL10 0mg·L-1与HUVEC孵育 2 4h后 ,HUVEC与THP 1的黏附率显著增加 (P <0 .0 5vs.对照组 ) ;而 1、5、10和 2 0Gs恒磁场组HUVEC与THP 1的黏附率显著低于OX LDL组 (P <0 .0 5 )。结论　 1～ 2 0Gs的恒磁场可拮抗OX LDL的作用 ,抑制HUVEC分泌和表达ICAM 1及与单核细胞的黏附率     

黄芪总皂苷对瘦素诱导的HSC增殖和TIMP-1上调的影响

目的观察黄芪总皂苷对瘦素诱导的肝星状细胞(HSC)增殖及组织抑制基质金属蛋白酶-1(TIMP-1)分泌的影响。方法培养HSC,分为溶媒组、溶媒瘦素组和黄芪总皂苷组。磺酰罗丹明B法检测HSC增殖,利用2,7-二氯二氢荧光素二乙酯作为探针检测HSC中的活性氧水平,酶联免疫吸附实验测定HSC培养液中TIMP-1含量。结果黄芪总皂苷50、100、200μg/mL与溶媒瘦素组相比,明显抑制瘦素诱导的HSC增殖(P<0.01),抑制率分别达29.1%、66.7%和86.1%,同时能够抑制瘦素诱导HSC的活性氧产生(P<0.05)以及TIMP-1的分泌(P<0.05)。结论黄芪总皂苷可能通过下调瘦素诱导的氧化应激水平,从而抑制HSC增殖以及TIMP-1的分泌。     

shRNA干扰LGR5对HeLa细胞增殖及耐药性的影响

目的探讨富含亮氨酸重复序列G-蛋白偶联受体5(LGR5)基因在HeLa细胞增殖及耐药性中的作用及可能机制。方法采用shRNA技术干扰LGR5表达,构建LGR5干扰(shLGR5)的HeLa细胞,并设对照组(shCon)。采用细胞计数、平板克隆以及MTT实验观察shLGR5对HeLa细胞增殖及耐药性的影响;采用Western blot检测LGR5、β-catenin在HeLa细胞中的表达。结果成功构建了LGR5干扰的HeLa细胞系;与shCon组相比,shLGR5组细胞生长速度及克隆形成率明显降低,差异具有统计学意义(P<0.01);shLGR5组与shCon组HeLa细胞对顺铂的耐药性差异亦具有统计学意义(P<0.01);且干扰LGR5抑制HeLa细胞中β-catenin蛋白的表达。结论 LGR5基因在HeLa细胞增殖及耐药性中有重要作用,且与Wnt/β-catenin通路有关。     

热处理对锰硼白口铁机械性能与显微组织的影响

研究了淬火、回火温度、冷却介质对锰硼白口铁机械性能及显微组织的影响。结果表明:淬火硬度随淬火温度提高出现峰值,峰值位置随淬火冷却速度增加向温度低的方向移动;回火硬度随回火温度升高在250℃出现峰值,回火温度高于480℃后硬度显著降低;残留奥氏体随回火温度升高而减少,430℃回火残留奥氏体基本消失,转变产物为贝氏体;淬火回火提高强韧性。     

坡形浅埋隧道爆破振动效应及理论模型验证

为研究位于边坡地形和浅埋土岩复合地层条件下的山岭隧道施工爆破振动效应和振动影响范围,验证并获得准确适用的振速理论模型,以国道317线下穿县城密集区的德格隧道为依托,利用现场爆破振动监测和回归分析对4组常用理论模型进行验证,同时,通过三维数值模拟及与理论模型计算、现场实测结果的比较,围绕爆破振速、振动影响范围以及存在的爆破振动效应进行分析. 研究结果表明:4组常见理论模型计算拟合度在0.15～0.86之间,其中,唐海、朱传统和周同龄理论模型公式对应不同爆心水平距离、高程差时各有优势;理论模型计算得到的爆破振动影响范围比数值计算结果更接近现场实测结果;在隧道成洞区28 m范围内爆破施工引起的“空洞效应”明显,地表垂向最大振速由起爆点处的1.98 cm/s增大到了2.23 cm/s;爆心所在横切面内顺坡向一侧距离开挖中线10～20 m范围坡面上“边坡效应”显著,最大垂向振速达1.83 cm/s之后随爆心距增大而线性减小;在逆坡向一侧5～10 m范围内随高程增加将出现“高程放大效应”,因此,上述范围内的地表建筑应作为现场监测重点并做好防震措施.