基于有限元法的城市埋地腐蚀管道剩余强度分析

以大连地区某城市埋地管道实测腐蚀缺陷为依据,采用ANSYS有限元软件模拟均匀、点蚀和组合腐蚀缺陷对管道应力、应变的影响规律.研究结果表明:在均匀腐蚀条件下,腐蚀管道的等效应力与腐蚀深度呈二次曲线关系;当腐蚀缺陷深度低于管壁的30%时,随着长度的增加腐蚀管道的等效应力大致会趋于稳定;相同孔径的腐蚀缺陷条件下,点蚀剩余管壁越薄,管道的等效应力就越大;与单一腐蚀缺陷相比,组合腐蚀条件下管体所受的等效应力较大,管道更容易损坏;在一定的腐蚀缺陷条件下,随着腐蚀管道工作压力的增加管道的等效应力呈线性增长趋势.     

动车车轮与曲线钢轨磨耗问题研究

针对高速动车通过曲线时轮轨磨耗问题,利用现场实际测量的不同磨耗阶段动车车轮型面,建立高速列车通过曲线的多体动力学模型和曲线段轮轨接触的有限元模型,计算了不同磨耗程度车轮通过曲线时的磨耗功率、垂向、横向动载荷变化规律,并且对比了动载荷和理论载荷下轮轨间接触等效应力.分析结果表明:动车通过曲线时轮轨间的磨耗功率、横向力和横向蠕滑力等参数都随着车轮型面磨耗程度的增大而增大;标准型面到踏面磨耗量达到0.54 mm的过程为剧烈磨耗阶段,踏面磨耗量由0.54 mm增加到1.5 mm过程过为磨耗稳定期;可以根据磨耗Ⅰ型面对车轮型面进行优化,从而延长动车车轮的稳定磨耗阶段.     

连续挤压轮槽塑变区应力分析中的逐次单元法

针对连续挤压轮槽内金属变形的特点,在变形区划分的基础上,提出了合理的基本假设,采用逐次单元法推导出连续挤压轮槽中接触应力的计算公式,为连续挤压设备的设计提供了理论依据.为了提高计算精度,在推导过程中考虑了变形温度和变形速度对流动应力的影响.     

等通道转角道次对铝锶中间合金连续挤压的影响

针对铝锶合金的连续挤压,通过有限元模拟和试验,研究了不同道次转角的等通道模具对挤压变形的影响。模拟结果表明：随着等通道模具转角由一道次增加到三道次,应变的最大值由8.4增大至13.1,最高温度由518℃升高到582℃,挤压轮扭矩提高了80%。试验结果表明：采用二道次90°转角的等通道模具,Al₄Sr相的尺寸受到应变和温度的共同作用,先稍有增大,后进一步减小;最终产品Al₄Sr相的细化效果为a路线>b路线>c路线,出口截面Al₄Sr相尺寸细化至7～10μm,较常规模具挤压细化程度明显提高。     

CONFORM径向连续挤压工艺理论研究

研究了CONFORM连续挤压技术,设计制造了两套模拟装置——平板模型和旋转模型。充分考虑了间隙量对CONFORM连续挤压的影响,并确定了临界热态同隙值,同时对径向连续挤压垂直拐弯处的坯料变形行为进行了研究。对于不同的间隙量值,描述了变形区坯料的流动规律,建立了变形区应力场的数学模型,确定了变形区应力分布规律,以及速度场的数学模型,阐述了溢余的形成机理。根据变形区应力分布规律,同时考虑到温度的影响,确定了变形咬合区长度、驱动扭矩、功率、压紧力,以及间隙对它们的影响。对生产现场出现的主要问题也进行了综合研究,提出了解决的办法。     

连续道床板拉伸开裂模型试验研究

为验证连续式无砟轨道温度裂缝型式和温度力荷载取值方法的正确性,针对目前高速铁路上普遍采用的连续道床板及底座板结构,考虑混凝土标号、配筋率及钢筋直径等影响连续无砟轨道设计的关键因素,设计了450 mm×80 mm×80 mm、中心配置直径10 mm带肋钢筋的混凝土构件,利用万能试验机进行张拉,模拟了连续道床板降温时的裂缝开展过程,测试了构件开裂前后的轴力及应力重分布情况.测试结果表明,张拉过程中,裂缝呈现出不稳定和稳定两种状态;裂缝出现后,钢筋与混凝土应力分布不均匀,裂缝位置处的钢筋应力增加至300 MPa以上;构件在全断面开裂后轴力会突然降低,开裂前后瞬间的轴力超过或达到了混凝土开裂轴力.对于采用C40混凝土的连续道床板,为保证结构的安全使用,应配置0.9%以上的钢筋使之满足强度要求,并将裂缝控制为不稳定裂缝状态,作为设计荷载之一的最大温度力荷载建议采用开裂后的轴力进行计算.      

软铝颗粒连续挤压过程恒张力卷绕电气控制系统的设计

本文给出了软铝颗粒连续挤压过程恒张力卷绕的电气控制系统,探讨了①活套长度检测环节的非线性问题及其近似等效方法;②产品挤出速度变化对张力的扰动及其补偿控制方法;③动态张力问题及系统的软起动方法.采用这些方法提高了系统的性能,满足了工艺要求.     

基于HyperXtrude的薄壁铝型材挤压成形仿真模拟

基于HyperXtrude软件分析薄壁六边形结构挤压成形稳态过程,研究不同状态下金属材料的应力应变、挤压力变化、流速变化和温度等物理参数量的变化趋势,以这些物理参数变化趋势来量化预测该型材挤压成形性。通过仿真模拟清楚反应薄壁六边形结构铝型材在挤压过程的变化特性,预测薄壁结构挤压成形过程中的变形、翘曲、开裂和流速不均等缺陷,为及时对挤压成形工艺方案调整或模具结构改进设计提供指导。     

连续挤压轮槽塑变区应力分析中的逐次单元法

针对连续挤压轮槽内金属变形的特点,在变形区划的基础上,提出了合理基本假设,采用逐次单元法推导出连续挤压轮槽中接触应力的计算公式,为连续挤压设备的设计提供了理论依据,为了提高计算精度,在推导过程中考虑了变形温度和变形速度对流动应力的影响。     

牵引变压器绕组温升与油流的关联性

为明确牵引负荷下绕组温升与油流速度动态变化的相互跟随性,构建了牵引变压器温升试验平台,模拟各种负荷下绕组和铁心的生热及油流循环过程,并同步测量油温、绕组热点温度以及散热器油流速度.在此基础上,建立了对应的数值计算模型,仿真求解其温度场与油流场.研究结果表明:稳态时油流速度与绕组热点温度基本呈线性关系;阶跃负荷时油流速度有一个冲击回落的过程,油流速度冲击峰值受负荷作用时间和负载系数大小影响,达到峰值时间比绕组热点温度达到峰值迟10 min;连续冲击负荷下,冲击负荷之前的温度与流速只影响绕组热点温度的绝对值,对铜油温差基本无影响.