正交异性钢桥面板足尺模型疲劳试验研究

为研究公路钢桥正交异性板的疲劳破坏行为及疲劳强度,以重庆江津中渡长江大桥为背景,选取其主跨梁段建立正交异性钢桥面板的足尺试验模型,进行疲劳试验。试验过程中对疲劳易损构造处的应力数据进行采集,观测其开裂情况,并采用热点应力法评估其疲劳强度。结果表明:加劲肋腹板与横隔板切口焊接处出现疲劳裂缝;顶板与加劲肋腹板焊接处出现纵向疲劳裂缝;横隔板切口处无疲劳裂缝产生,但存在较大拉应力;加劲肋腹板与横隔板切口焊接处的疲劳强度大于Eurocode规范中的90类细节的疲劳强度,也大于AASHTO规范中的C类疲劳强度,顶板与加劲肋腹板焊接处的疲劳强度大于Eurocode规范中的112类细节的疲劳强度,也大于AASHTO规范中的C类疲劳强度。     

基于有限元分析及理论计算的驱动桥轴头改进设计

文章主要介绍了某驱动桥焊接轴头开裂的改进设计过程。开裂位置为桥壳中段与轴头焊接处。通过分析讨论确定为轴头与中段焊接处壁厚较小且截面变化较大引起应力集中,从而导致焊接处剪切应力过大引起的开裂现象。改进方法为加大焊接处壁厚及将过渡处改为平缓结构。最后,通过Hypermesh分析改进方案前后轴头焊接处应力,并根据第4强度理论对危险截面进行应力计算,对比现有定型产品,最终确定改进方案。     

轻型商用车车架刚度及疲劳试验研究

车架是汽车的主要承载部件,其刚度和疲劳强度性能对整车性能影响重大。文章对某轻型商用车车架的弯曲、扭转刚度及弯曲、扭转疲劳试验进行了研究。建立了轻型商用车车架弯曲、扭转刚度和疲劳强度试验台,并进行了单激振点集中加载方式的弯曲、扭转刚度试验及其疲劳试验。车架在扭转疲劳试验时出现焊缝开裂现象,经分析是由焊接质量差造成的,并据此提出了改进措施。本试验结果为车架产品开发和设计改进提供了有效的依据,并为同类产品的设计开发验证提供了有效的途径,最后探讨了基于道路载荷谱的多激振点的谱加载车架疲劳试验方法。     

钢桁梁整体焊接节点疲劳性能模型试验

整体焊接节点钢桁梁具有广阔的应用前景,其疲劳性能由整体焊接节点所决定。以长清黄河大桥为研究对象,通过理论分析和两尺度疲劳破坏试验对钢桁梁整体焊接节点的疲劳性能进行了研究。首先通过全桥杆件内力分析和多尺度疲劳损伤分析确定了控制主桁疲劳性能的整体焊接节点位置及其控制构造细节;在此基础上设计了2类共21个试验模型,其中包括20个构造细节试样模型和1个足尺节段模型,进行了疲劳破坏试验,确定了整体焊接节点控制构造细节的主导疲劳开裂模式、应力集中系数和疲劳强度。研究结果表明：节点顶板、横梁上翼缘与节点板熔透对接焊连接细节是整体焊接节点疲劳性能的控制构造细节,其主导疲劳开裂模式为从节点板焊趾起裂并沿板厚扩展;实际受力模式下,控制构造细节中节点板焊趾应力集中系数为1.163,横梁上翼缘焊趾应力集中系数为1.789;2类试验模型的宏观疲劳裂纹起裂寿命均占总疲劳寿命的75%以上,故将2类试验模型的疲劳失效判据统一定义为出现宏观疲劳裂纹;基于此,2类试验模型所得到的控制构造细节疲劳强度等级基本一致;控制构造细节2种开裂模式名义应力疲劳强度等级均建议采用公路钢结构桥梁设计规范中的FAT80,热点应力疲劳强度均建议采用欧规中的FAT90。     

汽车传动件弧焊技术研究

作为汽车内部关键的零部件，传动件通常采用MAG焊接方法。然而，该部件的故障表现往往为焊缝开裂。虽然随着技术的不断进步，焊缝强度有所提升，但整体质量仍无法满足市场需求。本论文以传动齿轮为研究对象，针对焊缝疲劳强度进行研究，并提出多项改进措施并进行大量试验，旨在解决传动齿轮焊缝开裂问题，实现汽车整体寿命的进一步提升。     

某轻卡桥壳制动气室支架底座焊接处撕裂分析及改进

某轻卡在道路试验过程中出现后桥桥壳左侧制动气室支架焊接处撕裂拔起的危险情况,本文通过焊接失效分析得到焊接处撕裂原因,预测了撕裂起源位置,并通过有限元分析模拟轻卡后桥桥壳制动气室支架底座焊接处强度载荷工况,并对其气室支架底座结构及焊接方式进行改进设计,降低了各工况下桥壳的最大应力值,使其满足设计要求,规避风险。     

纵肋与顶板新型双面焊构造细节的疲劳强度问题

钢桥面板的疲劳问题是制约钢结构桥梁可持续发展的关键难题,纵肋与顶板传统单面焊构造细节是控制钢桥面板疲劳性能、疲劳开裂危害最为严重的易损构造细节。以中国自主研发的纵肋与顶板新型双面焊构造细节为研究对象,研发了钢桥面板纵肋与顶板构造细节疲劳试验装置,参照近期中国典型重大工程的钢桥面板结构设计参数,在系统对比分析研究的基础上,设计12个构造细节疲劳试验模型和5个节段疲劳试验模型,通过疲劳破坏试验确定了纵肋与顶板新型双面焊构造细节的主导疲劳开裂模式和疲劳强度,探究了影响其疲劳性能的关键因素。研究结果表明:纵肋与顶板新型双面焊构造细节的疲劳强度显著高于纵肋与顶板传统单面焊构造细节,等效结构应力适用于纵肋与顶板新型双面焊构造细节的疲劳性能评估;实际熔透率不低于75%时多种焊接工艺条件下纵肋与顶板新型双面焊构造细节的主导疲劳开裂模式均为疲劳裂纹在顶板焊趾产生,并沿顶板板厚方向扩展,其名义应力疲劳强度高于90 MPa,等效结构应力疲劳强度高于100 MPa;制造缺欠是影响纵肋与顶板新型双面焊构造细节疲劳性能的关键因素;所研发的试验装置可通过构造细节模型实现对实际钢桥面板中纵肋与顶板焊接构造细节的准确模拟,准确获得纵肋与顶板构造细节疲劳性能。研究成果可为该长寿命新型构造细节的抗疲劳设计和工程实践提供依据。     

弯扭条件下正交异性钢桥面板疲劳性能试验研究

为研究弯扭条件下正交异性钢桥面板的疲劳性能,根据某实际桥梁图纸制作了6个足尺试件模型,模型由盖板、U肋和横隔板3部分组成,模型间各部分通过焊接连接。首先,采用有限元软件ANSYS对试件受力情况进行数值模拟,获得静力荷载作用下试件的内力分布,确定疲劳试验所要加载的疲劳荷载大小以及要观测热点应力的位置。然后,对6个盖板-U肋-横隔板试件进行高周疲劳加载,观察并记录了试验过程中试件开裂位置、试件的裂缝发展情况和试件开裂过程中竖向位移的变化,分析了复杂应力下桥面板疲劳裂缝扩展、刚度退化和疲劳寿命等。结果表明:弯扭条件下盖板-U肋-横隔板焊接连接试件疲劳开裂出现在焊缝焊趾处,且盖板上靠近U肋处裂缝扩展路线呈弧形;弯扭条件下裂纹扩展可大致分为裂纹萌生阶段、稳定扩展阶段、贯穿板厚阶段和疲劳断裂阶段;加载前期试件刚度退化不明显,接近疲劳破坏时刚度大幅下降,并建立了盖板-U肋-横隔板连接节点竖向位移变化值与疲劳特性参数之间的大致关系;裂缝扩展阶段疲劳寿命较短,其他3个阶段寿命大致相同;给出了测点热点应力突变和肉眼可见裂缝两种准则下的S-N曲线,试验所得盖板-横隔板焊接连接细节疲劳强度均高于国际焊接协会标准IIW和欧洲规范3推荐的FAT 90,FAT 100,FAT 112以及FAT 125的细节疲劳强度。     

锤击强化对焊缝焊趾疲劳强度的影响

高强度钢应用在承受疲劳载荷的焊接构件上要受到焊接接头疲劳强度的限制，焊接是一种会入缺陷的工艺，使得焊接接头的疲劳强度较基体的疲劳强度有大幅度的降低，只有改善高强度钢焊接接头的疲劳强度，才能提高焊接构件的疲劳寿命，充分发挥高强度钢的优势。焊后采用锤击表面强化处理改善焊趾处的缺陷，就能够使焊接接头的疲劳强度得到很大提高。     

解放牌CA10B型载货汽车前轴应力状态和疲劳强度的试验研究

本文从解放牌汽车前轴实际损坏情况调查开始,描述了前轴静应力测定;在各种典型路面、典型工况下工作应力测定及数据处理的结果。文中还介绍了据此而进行的垂直弯曲程序疲劳试验以及疲劳强度试验的方法和结果。论证了前轴的应力状态和疲劳强度,分析查明了前轴损坏的原因,提出了改进的方向。     

基于Verity方法的客车推力杆支座焊缝疲劳预测及结构改进

针对某客车试验时出现推力杆支座焊缝开裂的问题,计算整车常用工况下的推力杆支座载荷,采用Verity方法分析支座焊趾疲劳强度,并对原始支座结构进行改进。     

BJZ3480型自卸车车架焊缝疲劳强度的试验与分析

根据车架的应力测试及选材结果,结合生产和使用要求,分别针对BJZ3480型自卸车满载行驶和满载举升情况下受力最大的对接、角接接头进行了疲劳试验。测试了这些焊缝的疲劳承载能力,分析了焊接结构的安全性及未焊透缺陷对焊缝疲劳强度的影响。该车经过性能试验、矿区使用试验和矿区实际生产使用结果表明,按照不预热焊接工艺总则焊接车架,其焊缝的疲劳承载能力是足够的,满足使用安全性的要求。     

大纵肋正交异性钢-免蒸养UHPC组合桥面板力学性能研究

为明确大纵肋正交异性钢-免蒸养UHPC组合桥面板的力学性能，进行免蒸养UHPC材料力学性能试验、构件静力模型试验与疲劳模型试验，分析其材料基本力学性能、剪力钉抗剪性能、组合桥面板抗弯性能及疲劳性能。结果表明：免蒸养UHPC材料的弹性模量略高于高温蒸养UHPC材料，其他力学性能指标相较于高温蒸养UHPC材料均有不同程度的降低；免蒸养UHPC中剪力钉的破坏模式表现为剪力钉根部剪断并伴有焊环局部UHPC压溃，组合桥面板名义开裂应力为13.7 MPa,满足结构抗裂性要求；组合桥面板的疲劳破坏模式表现为UHPC结构层开裂，继而纵肋与横隔板连接焊缝焊趾处疲劳开裂，组合桥面板的疲劳寿命最终由焊接细节的疲劳强度所控制；纵肋与横隔板连接焊缝的等效疲劳强度为157 MPa,满足现行规范要求。     

基于有限元的某轻型载货汽车驾驶室地板结构开裂分析与改进

对某轻型载货汽车驾驶室进行模态试验,并在ANSA中建立有限元模型,在hypermesh中进行模态仿真,同时与试验结果进行对比以验证模型的有效性。建立了整车有限元模型,在4种工况下对驾驶室地板开裂处进行强度分析,得出与可靠性试验相同的结论,并提出改进措施。再次进行仿真计算,通过比较结构改进前、后的计算结果可知,地板开裂处的强度明显提高。     

车身前副车架安装结构设计

本文对车身前副车架安装点的典型结构类型、安装点的结构组成、安装点结构技术要求等进行了介绍,针对副车架安装点结构的受力分析及开裂模式,提出了前副车架安装点的结构设计要点。结构设计包含CO2保护焊结构设计、螺柱/螺纹套管及与之焊接的钣件的材质及料厚设计、防锈结构设计。     

某商用车后桥焊接孔漏气分析与改进

本文以某商用车后桥组合式桥壳为研究对象,运用鱼刺图法分析桥壳与套管总成的焊接孔漏气产生的原因,通过改善焊接参数及焊接保护气体,并加以试验验证,漏气问题得到有效解决,对产品改进和制造有着重要的指导意义。     

两轮摩托车车架疲劳强度试验及试验设备

车架疲劳强度试验,是把车架这一特定的部件从整车系统中分离出来,在台架上进行疲劳强度试验,优点在于:试验方便,成本低;能精确、直观地反映车架的结构设计水平、材料和焊接工艺质量水平;可与项目的开发工作同时进行,大大缩短了产品的开发周期和新品上市时间, 降低了开发风险。     

后前束连杆强度设计

提高后前束杆的强度,能降低交通事故的发生,文章从结构力学计算和CAE强度分析着手,找出了某双连杆后独立悬架前束连杆断裂的原因,并提出将双头螺栓的结构改进为六角套管的设计方案.台架试验结果表明,改进后的前束连杆,强度相对原设计提升1倍,疲劳强度大幅提升,为解决此类问题提供参考.     

肋板对焊接结构疲劳强度影响的分析研究

对带有肋板的焊接结构的疲劳强度进行了分析研究,阐明了肋板对焊接结构疲劳强度的影响,提出了改善带肋板焊接结构疲劳强度的措施。     

海洋环境下耐候钢十字非传力焊接接头腐蚀疲劳性能试验研究

腐蚀疲劳严重危害在役钢桥服役安全。为研究海洋环境下耐候钢桁梁桥焊接节点的腐蚀疲劳性能,对23个Q420qFNH耐候钢十字非传力角焊缝焊接接头进行实验室干/湿交替中性盐雾加速腐蚀及腐蚀后疲劳试验,采用失重法得到试件的失重率和腐蚀速率,对接头腐蚀形貌及疲劳断裂失效的宏观断口形态进行分析,拟合得到经历不同腐蚀时长后试件的名义应力和热点应力S～N曲线。结果表明：耐候钢十字非传力角焊缝焊接接头疲劳裂纹均萌生于焊趾处并沿板厚扩展失效,疲劳寿命由焊缝控制,接头焊趾附近腐蚀坑的形成与生长加剧了焊接接头的疲劳裂纹萌生;焊接接头的疲劳性能劣化程度随腐蚀损伤效应的增加而增加,但疲劳强度折减量与腐蚀时间并未呈线性关系,锈层逐渐具有保护性;未腐蚀前名义应力和热点应力疲劳强度等级分别建议采用《公路钢结构桥梁设计规范》中的FAT80和Eurocode 3规范的FAT110进行评估,腐蚀后的疲劳强度折减量建议参照美国耐候钢桥指南规定C类细节选取。