发泡条件对基质沥青发泡膨胀率的影响

通过建模软件Solidworks对沥青发生装置进行三维建模, 采用有限元仿真软件Fluent分析了不同参数条件下基质沥青的发泡过程, 并对比了试验结果和仿真结果, 分析了应用有限元仿真技术研究基质沥青发泡膨胀率的可靠性; 对发泡腔和发泡腔内各流体材料进行有限元仿真, 利用Fluent中的后处理功能得到了发泡腔的温度、速度、压力和各相的分布云图。仿真结果表明: 在整个发泡过程中, 基质沥青温度的增大使沥青黏度下降, 发泡腔内水蒸汽增加, 当基质沥青温度从120℃升高到160℃时, 基质沥青的发泡膨胀率从4增大到11, 说明基质沥青温度的变化对其发泡膨胀率的影响很大; 基质沥青流量的增大起到增加发泡腔内基质沥青总量和减少基质沥青之间相互接触时间和接触面积的作用, 当基质沥青入口流量从60 g·s^-1增大到120 g·s^-1时, 基质沥青的发泡膨胀率为7~11, 表明基质沥青流量的变化对其发泡膨胀率的影响很大; 当用水量从2.0%增大到3.5%时, 基质沥青的发泡膨胀率基本不变, 说明用水量对基质沥青发泡膨胀率的影响不大; 仿真得到的最低发泡膨胀率为3.57, 此时发泡条件参数分别是基质沥青流量为120 g·s^-1, 基质沥青温度为120℃, 发泡用水量为3.0%。     

CeO2改性阴极扩散层对质子交换膜燃料电池性能的影响

采用水热法制备纳米CeO2空心球,以一定比例与碳粉、PTFE混合,经超声震荡后均匀喷涂在经疏水处理过的碳纸表面上形成微孔层.将改性扩散层与传统扩散层进行比较,通过扫描电子显微镜、能谱测试分析、接触角、接触电阻表征,扩散层的物理性能几乎不会改变.再将扩散层组装成单电池进行一系列的电池性能测试,结果表明:掺杂CeO2的阴极扩散层组装而成的单电池无论是电池性能、交流阻抗谱还是动态响应测试均优于传统扩散层组装的单电池.即证明了掺杂CeO2制备的改性阴极扩散层由于其储放氧功能,可以加速氧气传质,增加催化剂表面氧分压,进而提升PEMFC的单电池的动态响应性能.     

Sasobit沥青混合料路用性能

应用马歇尔试验法对添加不同Sasobit剂量的普通AC-13C型沥青混合料进行了体积参数分析, 以Sasobit沥青混合料的空隙率达到普通沥青混合料的空隙率(4.5%) 为控制指标, 以Sasobit沥青混合料稳定度相对于普通沥青混合料稳定度提高幅度最大为辅助指标, 确定了Sasobit沥青混合料的最佳击实温度为130℃和最佳Sasobit剂量为3%。利用车辙试验、低温小梁试验、冻融劈裂试验和浸水马歇尔试验对加入3%Sasobit的沥青混合料以及同级配普通沥青混合料的性能进行了对比测试, 研究了Sasobit对沥青混合料路用性能的影响。分析结果表明: 相对于普通沥青混合料, Sasobit沥青混合料的击实温度虽然降低了20℃, 但高温稳定性却有明显提高, 动稳定度是普通沥青混合料的3倍; Sasobit沥青混合料的低温抗裂性与水稳定性低于普通沥青混合料, 但下降幅度不明显。     

不同结构类型接触网动态特性

对弹性链型悬挂接触网以及对应的简单链型悬挂接触网分别建立有限元模型, 计算得出它们的固有频率及相应的振型, 分析了两种不同结构接触网的刚度特性。在此基础上, 建立接触网的振动方程, 并与受电弓的线性化模型一起, 建立受电弓/接触网系统垂向耦合动力学模型。最后, 通过动力学仿真计算, 对两种不同结构接触网对受电弓受流性能的影响进行了技术分析, 并得到结论: 简单链型悬挂接触网通过合理弛度设置, 能适应中国提速铁路运行的需要, 但2 5 0 km/h以上的高速铁路需采用弹性链型悬挂接触网     

半刚性基层材料的疲劳特性

采用振动法制作了4种半刚性基层材料不同结构类型的梁试件, 应用MTS试验机进行了疲劳性能试验, 利用Weibull分布函数对疲劳试验结果进行回归分析, 建立了不同材料不同结构试件的室内疲劳寿命预估模型, 分析了半刚性基层材料的结构类型和弯拉强度对疲劳寿命的影响。分析结果表明: 不同半刚性基层材料疲劳方程的回归系数a、b有差别。水泥稳定类材料的疲劳方程除骨架空隙结构类型外均较接近, 回归系数a为0.969~1.110, 回归系数b为-0.073~-0.096。二灰稳定类材料的疲劳方程的回归系数a为1.129~1.173, 回归系数b为-0.079~-0.083。0.70应力水平下水泥稳定碎石骨架密实结构的疲劳寿命对数为3.602, 悬浮密实结构的为3.118, 因此, 骨架密实结构的抗疲劳性能优于悬浮密实结构。0.70应力水平下二灰稳定碎石的疲劳寿命对数为5.006, 水泥稳定类材料的疲劳寿命对数最大为3.724, 因此, 前者的抗疲劳性能优于后者。     

两万吨组合列车制动特性

为了减小重载列车纵向冲动, 提高列车制动特性的同步性, 利用基于空气流动理论的空气制动仿真系统, 计算了列车制动系统的制动管路和各缸室的瞬态气体状态, 获得制动系统动态特性, 预测了两万吨组合列车的紧急制动与常用制动特性, 分析了制动波的传递特性。计算结果表明: 两组合列车可以缩小最大制动时间差50%, 如果在两组合列车尾部配置机车, 最大制动时间差可以缩小75%, 四组合列车最大制动时间差可以缩小75%;紧急制动波速等速前后传递, 常用制动时向前传递的制动波波速要比向后传递的制动波波速小。可见, 组合列车是一种改善列车制动同步性的理想方式。     

铺设拼装式铝合金道面板的道面结构加载性能

对拼装式铝道面板试样进行了四点弯曲试验以检测其强度。修建了2条不同强度的土质试验段, 分别铺设了4种不同厚度与强度的蜂窝铝夹芯道面板, 构建了不同类型的简易机场拼装式铝道面板道面结构, 采用加载车模拟轻型与重型飞机荷载, 以最大车辙达到30mm与20%的道面板出现损坏作为控制标准, 测试了拼装式道面板道面结构在不同轮载作用次数下的变形与表面车辙。试验结果表明: 道面板1~4的有效综合模量分别为1 616、1 862、2 064、2 328 MPa; 当道面板1~4分别铺设在单层稳定土基层上时, 采用75kN荷载作用, 400次通行后各道面结构的竖向变形分别为35、19、10、12mm, 500次通行后各道面结构最大相对车辙分别为50、28、16、10mm; 当道面板铺设在双层稳定土基层上时, 采用150kN通行荷载作用, 1 000次通行后铺设道面板4的道面结构的竖向变形仅为16mm, 铺设道面板3、4的道面结构的最大相对车辙分别为36、24mm, 道面板横向连接处易凹陷。可见, 在相同基层条件与通行荷载作用下, 采用3003型铝合金材料构造的道面板1相对采用6A02型铝合金材料构造的道面板2~4更易损坏, 相应的道面结构也更易失效; 道面板2~4铺设在单层稳定土基层上能满足轻型飞机低架次通行要求, 道面板4铺设在双层稳定土基层上能够满足重型飞机的使用要求。     

波形钢腹板内衬混凝土部位抗剪性能

基于非线性有限元数值模拟方法, 建立了考虑内衬混凝土的波形钢腹板精细化数值有限元模型, 基于试验模型的挠度与应变验证了有限元模型的有效性, 研究了波形钢腹板内衬混凝土部位的抗剪性能。分析了内衬混凝土波形钢腹板的抗剪机理、内衬混凝土与波形钢腹板抗剪能力的比例关系, 提出了波形钢腹板内衬混凝土部位的抗剪强度设计公式, 并验证了公式的有效性。研究结果表明: 数值模拟极限荷载为4 560 kN, 试验极限荷载为4 744 kN, 误差为3.8%, 并且数值模型和试验模型均显示了典型的斜向损伤区域, 因此, 数值模型是可靠的; 内衬混凝土受压杆与波形钢腹板受拉杆形成“X”桁架, 共同提供抗剪承载能力; 波形钢腹板的抗剪效应与荷载基本呈现线性关系, 内衬混凝土抗剪效应呈现出加载初期与后期发展较快, 加载中期基本保持不变的三折线的趋势; 抗剪计算公式计算结果与模型试验测试结果吻合, 计算值和测试值最大比值为1.1, 因此, 计算公式可靠, 可用于波形钢腹板内衬混凝土部位的抗剪性能分析。     

BRA改性沥青混合料路用性能研究

为了分析BRA改性沥青混合料的路用性能,通过普通沥青混合料和三种不同掺量的BRA改性沥青混合料AC-13C的路用性能对比试验研究,结果表明,随着BRA掺量的增加,沥青混合料的强度、抗变形能力、高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、密水性与抗滑性等路用性能得到明显提高,其中,以20%BRA掺量的综合路用性能改善效果最佳.因此,建议实际工程应用中选取BRA掺量为20%左右.     

加筋泡沫轻质土三轴剪切力学特性

通过三轴剪切试验, 对比在不同加筋率和围压下, 聚丙烯纤维加筋泡沫轻质土的剪切力学特性; 研究了泡沫轻质土各强度参数与加筋率、围压之间的关系, 获取了加筋泡沫轻质土裂纹扩展规律, 建立了应力-应变全曲线方程, 提出了加筋泡沫轻质土各强度参数关于加筋率和围压的本构方程; 将不同加筋率的试验数据归一化处理后进行分析, 得到了加筋泡沫轻质土的应力-应变全曲线方程, 获取了曲线方程中各参数关于加筋率、围压2个变量之间的函数关系。分析结果表明: 加筋泡沫轻质土三轴剪切强度和黏聚力均随加筋率增加呈现先增加后减小的趋势, 在加筋率达到0.75%时达到峰值; 加筋泡沫轻质土的内摩擦角受加筋率影响较小, 说明纤维作用主要是通过改变材料黏聚力来影响加筋泡沫轻质土的强度; 而强度降低率随着加筋率增加呈现明显的下降趋势, 最大从40%左右降低至10%左右时达到稳定; 加筋率一定时, 加筋泡沫轻质土的极限强度和残余强度均随着围压的升高呈增加趋势; 经过分析体积裂纹曲线发现加筋泡沫轻质土破坏时主要经历受压、产生裂缝、纤维承受拉力限制裂缝、裂缝扩展张力过大纤维拔出4个阶段, 而加筋泡沫轻质土达到屈服阶段时往往包括裂纹的稳定扩展阶段和裂纹的不稳定扩展阶段2个裂纹发育过程, 由于缺乏筋材, 泡沫轻质土属于脆性破坏, 因此, 没有裂纹不稳定增长阶段。     

山区铁路小半径曲线强化轨道动力性能

基于系统工程思想, 运用机车车辆-轨道耦合动力学理论, 对采取了强化技术对策后的山区铁路小半径曲线轨道的动力性能进行仿真计算, 并与强化前轨道结构动力学性能进行了对比分析。分析结果表明: 强化后轨道结构的轮轨动态相互作用力及轨枕支点压力均较强化前的相应值略大, 但皆属相同安全合格等级; 强化轨道结构位移大幅度降低, 有效抑制轨道结构变形, 增强线路稳定性, 尤其是钢轨横向位移和轨距动态扩大量较强化前下降十分显著, 前者仅约为后者的1/3左右; 强化轨道也有利于降低轨下结构振动和减轻列车提速后对轨下基础的破坏。     

印尼布敦岩沥青改性沥青性能研究

以埃索70#沥青作为基质沥青,对不同掺量的印尼布敦岩沥青改性沥青的性能进行了研究,试验结果表明,随着岩沥青掺量的增加,改性沥青的抗变形能力、感温性能、高温性能和低温性能得到提高.同时,岩沥青为天然沥青且不含蜡,可有效提高改性沥青的抗老化能力.据此推荐了改性沥青综合性能优良的岩沥青,其适宜掺量为10%～20%,从而为岩沥青的应用提供了参考.     

新沥青对再生沥青性能影响分析

为了分析新沥青对再生沥青性能的影响规律,选取4种再生沥青与新沥青掺配成调和沥青,进行了大量沥青性能室内试验.分析结果表明:随着新沥青掺量的增加,调和沥青的针入度呈指数关系增加,软化点呈线性减少,布氏粘度呈指数关系下降,延度快速增大.当新沥青掺量达到60％时,其延度均超过100 cm,但新沥青对不同再生沥青的改善效果相差较大.其中,按照A-70#沥青的目标要求,C型调和沥青的再生剂和新沥青掺量最少,其性能稳定且旧沥青路面材料利用率高,适合于厂拌热再生,可应用于工程实际.     

公路客运安全分析与车辆制动性能建模

为了准确评价中国公路客运安全状况, 研究了长途客车交通事故现状, 利用反力式滚筒制动试验台对长途客运车辆制动性能进行检测, 采用大样本数据采集、多变量数据分析及数学建模等技术手段, 分析了典型长途大客车和轻型客车各项制动性能分布, 同时给出车辆多项制动性能的最优拟合分布及分布参数的最优估计值, 并建立了相应的制动性能统计模型。分析结果表明: 中国公路客运万车死亡率和亿车公里死亡率分别为26.828人.万车-1与6.555人. (亿车.km) -1, 事故率仍然偏高; 长途大客车和轻型客车各项制动性能均服从Weibull分布; 统计模型计算结果与样本实测结果的相对误差均未超过2.378%, 因此, 所建模型计算结果准确可靠。     

缓冲器阻抗特性对重载列车动力学性能的影响

研究了重载列车缓冲器的特性,分析了弹性胶泥型缓冲器和摩擦胶泥型缓冲器的结构及工作原理,以HXD1型机车、13A型车钩以及2种类型缓冲器为基础,建立了4节编组机车万吨级牵引列车动力学模型,研究了2种缓冲器静态与动态阻抗特性对重载列车相关动力学性能的影响.仿真结果表明:重载列车在长大下坡道进行循环制动时,摩擦胶泥型缓冲器无...     

波形钢腹板箱梁偏载下的力学性能

通过空间有限元分析, 对影响其力学性能的高跨比、宽跨比、钢腹板的波纹形状及其板厚等几何参数进行了敏感性研究。结果表明, 减小高跨比和宽跨比、增大波形钢板的折叠角度、增加水平面板宽度以及增大钢腹板厚度可以改善结构在偏载作用时的受力性能。     

不同再生剂对旧沥青性能的改善

结合某高速公路沥青路面热再生工程的实际情况,测定旧沥青的常规指标、粘度及组分并与原新沥青各指标进行对比,评价旧沥青的老化程度.选择不同种类再生剂,以不同比例调配旧沥青组成再生沥青,观察再生沥青的常规指标、粘度及等性能的变化情况.试验结果表明,在旧路面的老化沥青中掺入10%～30%再生剂后,其性能得到明显的改善.     

高速磁浮列车气动阻力性能数值模拟与参数化评估

基于粘性流体力学理论, 按三维可压缩粘性流对具有流线型头部形状的TR08列车以及通过变化流线型头部纵剖面高度或流线型头部长度设计出的4种新头型列车的周围流场进行了数值模拟。为评估不同流线型头部外形的气动阻力性能, 定义了表示其形状特征的整体长细比作为评估依据, 综合考虑了流线型头部水平投影形状和纵向对称面投影形状对气动阻力性能的影响。通过对5种不同头型列车的模拟结果进行对比分析, 得出了流线型头部外形对气动阻力性能影响的规律: 随着流线型头部长度增加, 气动阻力降低, 而中间车阻力变化不大; 在头部流线型长度相当的情况下, 纵剖面轮廓线上凸的头车气动阻力比下凹的小, 而尾车气动阻力大。计算得到的不同流线型列车的整体长细比大小排序与其气动阻力系数排序完全一致。分析结果表明, 增加流线型头部长度是减小气动阻力的有效途径; 整体长细比能较好地反映流线型头部对列车气动阻力性能的影响。