大跨独塔斜拉桥拉索梁端锚固区抗疲劳性能

为探讨扁平钢箱梁斜拉桥拉索梁端新式锚固结构的疲劳性能,根据锚拉板与主梁的不同连接方式,分析、比较了锚拉板与箱梁外腹板连接和锚拉板与箱梁顶板连接时不同的受力特点及传力路径.用ANSYS有限元软件对锚拉板与箱梁外腹板连接的锚固结构进行了数值模拟,以确定锚固结构的应力分布规律及应力集中的重点部位;在数值分析的基础上,采用足尺模型对拉索梁端锚固区进行了疲劳试验.结合有限元分析和疲劳试验结果,对桥梁设计寿命期内新式锚拉板式锚固结构连接焊缝的抗疲劳性能进行了研究.结果表明:拉索梁端锚固结构板件间连接焊缝的疲劳强度满足设计要求;锚拉板与箱梁外腹板焊接的连接方式降低了应力集中程度,提高了构造细节的疲劳等级,改善了结构的抗疲劳性能.     

温度及交变载荷对换热器翅片-管胀接接头强度实验研究

在受到外力和温度作用的铝翅片-铝管间的机械胀接接头强度会发生变化,并将影响换热器的性能及寿命.为此,在不同温度下对机械胀接连接的铝翅片-铝管试件进行拉脱实验和疲劳实验后进行拉脱实验.结果表明:当温度在100℃内,铝翅片-铝管拉脱应力随着温度升高而降低,温度越高,拉脱应力降低越慢;铝翅片-铝管拉脱应力与同样胀紧程度下未进行疲劳实验试件的拉脱应力相当,即交变载荷对铝翅片-铝管胀接结构的抗拉脱强度没有明显的影响.     

湛江海湾大桥锚拉板式索梁锚固区疲劳试验

为评估湛江海湾大桥锚拉板式索梁锚固结构关键构造细节的疲劳性能,对该结构进行了足尺模型疲劳试验.为指导疲劳试验,了解结构受力特性,用通用有限元软件ANSYS对结构进行了分析.结果表明,锚拉板与锚拉筒之间的连接焊缝下端部应力集中明显,最大主拉应力出现在该区域;在设计疲劳荷载作用下,该结构关键构造细节处均未发现疲劳裂纹,结构疲劳性能满足设计要求.     

开口肋正交异性钢桥面疲劳设计参数研究

为评估重庆两江大桥单索面斜拉桥正交异性钢桥面板疲劳设计参数的合理性,对由盖板、板肋和横隔板组成的箱形正交异性钢桥面板模型进行了疲劳试验和有限元分析.基于应力等效方法,对桥面板、横隔板与纵肋三向交叉部位,进行了竖向和横向双向加载试验、等效实桥疲劳应力幅值2 000万次作用疲劳试验,在此基础上,分析了3种开孔方式、构造细节、横隔板厚度及铺装层厚度等因素对疲劳性能的影响.研究结果表明:横隔板厚度和铺装层厚度对疲劳性能的影响很大;与钥匙形和圆形相比,苹果形开孔结构的主拉应力最小,为13.7 MPa,疲劳性能最优.建议开口肋正交异性板构造横隔板厚度大于16 mm,并采用苹果形开孔方式.     

钢桥面板纵肋与横隔板焊接细节疲劳开裂的加固研究

为研究钢桥面板疲劳开裂部位栓接角钢的加固方法,采用足尺模型试验对纵肋与横隔板焊接细节疲劳裂纹的加固效果进行研究,采用ANSYS建立了含有疲劳裂纹的有限元模型,并基于断裂力学理论对比研究疲劳裂纹不同长度条件下的加固效果. 研究结果表明:纵肋与横隔板焊接细节的疲劳裂纹起裂于焊趾并沿纵肋腹板扩展,采用栓接角钢加固后可以使开裂部位关键测点的主拉应力和裂尖各测点的应变分别降低56%和80%,能够有效抑制疲劳裂纹的扩展;栓接角钢加固后裂尖的应力强度因子幅值最少降低80%,裂纹扩展速率显著降低;对贯穿纵肋腹板前不同长度的疲劳裂纹进行加固,裂尖应力强度因子幅值均降低60%～90%,但随着疲劳裂纹长度的增加,栓接角钢的加固方法对裂纹扩展的抑制效果不断降低,加固时机的合理选取是影响加固效果的关键因素之一.      

锚拉板区域焊缝消除应力后性能试验分析

基于重庆江津观音岩长江大桥的斜拉索和主梁的锚固采用拉板式的锚固方式,大部分板件为厚钢板,锚拉板各板件之间各焊缝进行了焊接应力消除工艺,对消除应力后的焊缝进行了各项试验检测。应用数理统计分析理论及SPSS分析软件,判断焊缝的试验检测结果是否符合正态分布规律;采用概率的置信区判断焊缝是否达到相关的力学性能要求,确保斜拉桥主梁与锚拉板焊缝连接的安全和传力的可靠。     

桥墩复合材料防船撞装置新型连接试验研究

针对复合材料防撞装置易出现连接失效从而丧失防护性能,提出一种新型连接结构.首先确定连接结构在静力与冲击荷载下最不利受力状态;进而对组成结构的材料开展基本力学性能试验,并根据试验结果定义正交各向异性本构;分析连接结构最优构造参数;最后进行拉伸强度试验,验证数值计算结果的准确性并确定结构破坏方式与破坏荷载.研究结果表明:复合材料力学性能表现为各向异性,横向平均拉伸强度为332 MPa,拉伸模量为2.99 GPa,纵向平均拉伸强度为350 MPa,拉伸模量为3.32 GPa;在拉、压、剪静力与冲击作用下连接结构均表现为受拉最为不利,变形特点为插槽边齿板转角增大,插销有拨出趋势;插槽齿板根部宽度与插销齿板宽度比取0.8,插槽齿板内转角取6°～8°,连接性能最优;最优构造下单销连接抗拉能力为1 290 kN,最大应力为341 MPa;缩尺试验模型整体抗拉刚度为428.5 kN/m,拉伸破坏荷载有限元计算值为22.5 kN,试验值为22 kN,破坏方式为齿板根部撕裂,插销被拨出.     

沥青混合料的半圆弯拉与小梁三点弯拉对比试验

通过沥青混合料的半圆弯拉与小梁三点弯拉试验,分别得到了在2种试验方法下的沥青混合料力学强度、断裂韧性和疲劳寿命.结果表明沥青混合料的半圆弯拉强度与小梁三点弯拉强度比近似等于1;半圆弯拉试验得到的断裂韧度和延性断裂韧度比小梁三点弯拉试验得到的都要大;半圆弯拉疲劳试验得到的疲劳寿命比小梁三点弯拉疲劳试验得到的小.同时依据变异系数,表明半圆弯拉试验的变异性最小.因此,用半圆弯拉试验表征沥青混合料的力学特性比小梁三点弯拉试验较优越.     

考虑横观各向同性疲劳损伤的沥青路面数值模型

为研究车辆荷载作用下沥青路面的疲劳损伤问题,假定路面结构内受拉区的疲劳损伤横观各向同性,推导了沥青路面考虑横观各向同性疲劳损伤的本构方程.采用FORTRAN语言开发了材料子程序UMAT,结合有限元分析软件ABAQUS,得到了沥青路面的横观各向同性疲劳损伤数值分析模型.通过对该模型在不同荷载下的疲劳寿命分析,建立了荷载-疲劳寿命曲线,与试验结果进行对比,验证了模型的可靠性,并分析了损伤度及水平拉应力在路面结构内的分布规律.研究结果表明:疲劳损伤主要分布在基层底面双轮中心线附近,该位置最先产生疲劳裂纹,随着荷载作用次数增加,受损区水平拉应力在减小的同时,分布规律也发生了很大的改变,其最大值位置沿道路竖向从基层底面向上移动,沿道路横向从双轮中心线位置往两侧移动;本文方法得到的路面疲劳寿命与试验结果吻合较好,相对误差在4.57%~9.82%之间.      

体外预应力加固桥梁的力学性能研究

使用碳纤维板加固桥梁往往会出现碳纤维板力学性能利用不足导致加固效果不明显,必须要改进碳纤维板的锚固方式来提高加固效果。通过分析加固原理及其预应力损失原因,设计出一套具有多个张拉端并且同时可以张拉多层碳纤维板的锚固设备来锚固碳纤维板。通过对比疲劳荷载试验数据,在相同的工作环境下,使用多张拉端的锚固设备比使用普通的单张拉锚固设备的碳纤维板预应力损失减少约22.98%。使用改进的多张拉端锚固设备锚固碳纤维板来加固桥梁,可以有效提升桥梁的加固效果,提升碳纤维板的使用效率,具有较大工程意义。     

JXY175型内燃机车ECU手动控制系统可靠性分析

采用元器件计数法和元器件应力分析法,对JXY175型工矿用液力传动内燃机车所使用的山东潍柴WP6.180柴油机ECU电控单元外围手动控制电路进行了可靠性预计,以此为例说明2种可靠性预计方法在系统研制、设计阶段的作用与意义.     

柴油机散热器的散热性能比较

通过实验及计算得到散热器传热系数的实验值及理论值,对平片型平直翅片管散热器、螺旋形翅片圆管散热器与整体式梳状翅片管散热器在同一工况下的散热性能进行了比较.通过实验导出平片型平直翅片管散热器和整体式梳状翅片管散热器的气侧传热因子二次拟合式.由二次拟合式计算出的2种散热器的传热系数与理论计算系数相比误差较小.     

顺排圆管涡产生器式强化传热板芯凝结实验研究

以280柴油机中冷器为研究对象,应用涡产生器式强化传热机理,对顺排圆管涡产生器式强化板芯的4种不同片间距试件的传热与阻力特性进行了凝结实验研究,比较了凝结实验结果和传热/传质比拟实验结果.研究获得了顺排圆管涡产生器式强化芯板的性能指标,结果表明:萘升华传热/传质比拟实验结果与真实的换热板芯凝结实验结果非常接近.     

机车柴油机微机检测系统可靠性的研究

本文在分析机车柴油机微机检测系统工作环境条件的基础上,提出了抑制电磁干扰,提高检测系统可靠性的措施。     

GT-Power在机车柴油机上的仿真应用

利用GT-Power搭建了直喷式四冲程增压柴油机的仿真平台,其中包括16缸模型、进排气管路模型、涡轮增压器模型和中冷器模型．并在机车用大功率重载增压柴油机16V240ZJ型发动机上进行了工作过程模拟计算验证,计算结果与实验结果吻合良好,误差较小．可见,利用GT-Power软件建立仿真计算模型这种方法,为机车柴油机的性能研究提供便利．     

内燃机车柴油机磨合规范的试验研究

采用检测表面形貌的方法,通过模拟试验对东风４Ｂ型内燃机车柴油机的现行磨合规范进行试验研究,研究分析磨合进展情况,提出了改进的磨合规范,并在实际使用的机车柴油机上做实测性试验,检测磨合前后柴油机缸套内表面的表面形貌的变化,以判断“改进磨合规范”合理程度。试验结果表明：按“改进磨合规范”麻合比按现行磨合规范磨合缩短时间３７％左右。     

基于振动分析的曲轴疲劳仿真方法研究

铁路全面提速对机车柴油机曲轴的可靠性提出了更高的要求．从可靠性研究中最关键的疲劳仿真技术人手，运用有限元法，以模态和动力响应仿真为研究基础，从曲轴的振动特性到疲劳寿命预测进行了较深入的方法研究．提出了一些此类问题的关键技术，最后又以机车新产品开发中常用的单缸试验机曲轴作为应用对象，对所提出的技术路线予以验证．     

基于PCC技术的机车柴油机起动控制

贝加莱公司生产的B＆R2000系列PCC是一种可实现从简单的逻辑控制到复杂分散化的自动控制系统 以东风4C机车为例,分析了目前内燃机车柴油机起动中存在的蓄电池亏能及燃烧状态不好等问题,根据串励电动机及柴油机起动时的转速变化规律,提出了基于PCC的柴油机起动及过程控制,分析了系统的工作原理及硬件构成     

磨损数值仿真模型中材料磨损率试验研究

利用盘销式标准摩擦磨损试验机获得了机车柴油机中凸轮配副材料磨损率随载荷的变化规律,以拟合结果表明,两者之间服从幂函数关系,为凸轮机构磨损过程数值仿真模型提供了一个重要参数。     

子系统参数对双层隔振系统隔振特性的影响

为了阐明子系统参数对双层隔振系统隔振特性的影响, 建立了针对带子系统的双层隔振系统的三自由度动力学模型; 推导了一、二级主系统与子系统振幅比的解析式; 分析了3种振幅比随子系统质量比、固有频率比和阻尼比的变化规律; 给出了子系统充当双层隔振系统吸振器时最优参数的解析解和数值精确解; 以中国首批内燃动车动力包为研究对象, 探讨了散热器子系统的刚度、阻尼和质量对动力包双层隔振系统隔振性能以及柴油发电机组和散热器本身振动烈度的影响规律; 得到了最优散热器隔振器刚度的动力包双层隔振系统样机, 并进行了振动试验。试验结果表明: 散热器隔振器刚度大于拐点处刚度1.5倍会严重恶化子系统的振动情况, 其阻尼损耗系数取0.24左右能有效抑制双层隔振系统力传递率和振动烈度比的峰值, 取较大的散热器质量能有效提高双层隔振系统的隔振性能, 减小机组和散热器本身的振动烈度; 经过设计后, 停机工况下二级隔振器最大动反力减小50%, 常规工况下二级隔振器的实测最大动反力为296N, 优于同类水平, 常规工况下机组与散热器实测振动烈度最大值分别为15.45、4.97mm·s-1, 水平优秀。可见, 取较大的子系统质量和阻尼, 并将其视为双层隔振系统的吸振器进行优化设计, 可使双层隔振系统在柴油机启停机工况和常规工况下都具备较优的动力学性能。