阀片表面喷丸强化工艺

为解决厚度不足1mm的薄型压缩机阀片,在通常的喷丸工艺下很容易产生过大的变形和粗糙度过大而报废的问题,进行了玻璃弹丸的喷丸工艺方法提高阀片疲劳性能的实验研究,并测试分析了阀片变形、表面粗糙度、残余应力以及表面硬度等主要影响阀片疲劳寿命的因素.研究表明,玻璃弹丸的喷丸处理,可保证较小的阀片变形、使表面粗糙度降低、并在表层产生压应力,可有效提高压缩机阀片的疲劳寿命.     

阀片表面喷丸强化工艺

为解决厚度不足1mm的薄型压缩机阀片，在通常的喷丸工艺下很容易产生过大的变形和粗糙度过大而报废的问题，进行了玻璃弹丸的喷丸工艺方法提高阀片疲劳性能的实验研究，并测试分析了阀片变形、表面粗糙度、残余应力以及表面硬度等主要影响阀片疲劳寿命的因素，研究表明，玻璃弹丸的喷丸处理，可保证较小的阀片变形、使表面粗糙度降低、并在表层产生压应力，可有效提高压缩机阀片的疲劳寿命     

厚钢板对接焊缝残余应力的数值模拟

基于ABAQUS及其子程序DFLUX,采用热力间接耦合法,对不同厚度尺寸的Q345B厚钢板的对接焊缝进行了三维模拟分析,得到了焊接的温度场分布和最终焊接残余应力分布.结果表明：构件表面焊接残余应力大于中间面;表面纵向和横向残余应力都有一定的规律;对接焊缝沿纵向焊接残余应力随着板厚度的增加而增加,这种增加的趋势对厚度小于70 mm的钢板很明显,对70～80 mm的钢板不明显;而横向残余应力随钢板厚度的增加变化不显著.     

钢箱梁面板与U肋焊接残余应力的分布特性

为研究残余应力场对钢箱梁疲劳性能影响效应,以港珠澳大桥正交异性钢桥面板为例,采用数值模拟的方法,研究了正交异性钢桥面板焊接全过程及残余应力分布特性,分析了板件参数对残余应力的影响效应,得到钢箱梁确定正交异性钢桥面板焊接残余应力分布的经验公式.研究结果表明:采用ANSYS热-结构弱耦合数值模拟方法可反映实际焊接过程中残余应力场的分布;焊缝区域残余应力峰值受板件参数影响较小,横向最大残余应力约为300 MPa;沿板厚方向焊接残余应力符合正弦分布,表明采用正弦函数作为其经验分布模型是可行的.      

钢构件对接焊焊缝横向残余应力分布研究

采用ANSYS通用有限元分析软件对钢板对接焊进行模拟分析,通过对不同厚度钢板的对接焊缝横向残余应力分布的研究,得出了横向焊接残余应力分布与板厚关系的一些简便的数学公式,以便设计人员在进行焊缝设计时进行残余应力的估算.     

抛丸技术参数对沥青路面抗滑性能影响研究

为了研究抛丸施工各作业参数对沥青混凝土路面处理后抗滑性能的影响,以构造深度提高幅度以及构造深度提高幅度阈值为评价指标,采用室内试验分析了弹丸直径、行进速度以及砂丸比对车辙试件构造深度的影响。结果表明增大弹丸直径、减小行进速度以及增加砂丸比有利于提高车辙试件构造深度,改善沥青路面的抗滑性能。且构造并非越大越好,建议构造深度提高幅度阈值取85%。同时推荐抛丸施工参数为:弹丸直径G280与G330,优先选用G330;行进速度≥8 m/min;砂丸比50%~60%。     

钢构件对接焊焊缝横向残余应力分布研究

采用ANSYS通用有限元分析软件对俐板对接焊进行模拟分析，通过对不同厚度钢板的对接焊缝横向残余应力分布的研究，得出了横向焊接残余应力分布与板厚关系的一些简便的数学公式，以便设计人员在进行焊缝设计时进行残余应力的估算。     

履带板加热器消除焊接残余应力的试验研究

测试了履带板加热过程中温度沿钢板厚度方向的分布，并用小孔释放法测试了补焊试板在焊态、经履带板加热以及炉内加热后残余应力的分布．结果表明，履带板加热时所需加热时间较长，但温度沿试板厚度方向梯度小，截面温度分布均匀；履带板加热器消除焊接残余应力效果与炉内加热相当．     

基于喷丸随机模型的表面覆盖率计算方法

为了揭示金属结构表面喷丸处理过程中覆盖率的变化规律,通过分析喷丸随机模型的建模流程及靶材的喷丸后形貌,利用MATLAB软件开发了基于喷丸随机模型的覆盖率计算程序,并将此与传统覆盖率计算方法进行了对比.结果表明:以直径为1.0 mm,速率为50 m/s的弹丸对构件进行喷丸处理,当弹丸数目N20时,新方法（MATLAB法）与传统方法（PEEQ法和理论公式法）的计算结果较接近;随着弹丸数目的增加,在达到全覆盖之前,3种方法的计算覆盖率为CPEEQ Cth CMATLAB;全覆盖时,3种方法所对应的弹丸数目分别为100、140和190.      

车轴表面应力分析

为了提高车轴寿命, 使车轴表面产生较大压应力, 分析了50钢车轴表面残余应力变化规律, 采用X射线法检测了车轴表层经过低温淬火和滚压后的轴向、周向和径向应力。测试结果表明, 采用此方法后, 车轴表面的残余应力大幅提高, 最大增幅为556 MPa, 且应力分布均匀, 说明此方法能够有效提高车轴的疲劳寿命。     

纳米化对1Cr17不锈钢耐高温氧化的影响

喷丸处理可以使铁素体不锈钢1Cr17实现表面自身纳米化.对不同工艺的试样进行在高温空气介质中的耐氧化试验,结果表明1Cr17不锈钢经纳米化喷丸后,在氧化20 h后材料的表面可以形成一层富Cr的致密的内氧化物层,有效的防止了材料的进一步氧化.喷丸后又经过退火的试样,在氧化12 h时表面就形成了一层致密的内氧化物层,因为退火可以有效地释放因为喷丸而产生的压应力,可以更好地促进Cr向表面的扩散,更快的在合金表面形成富Cr的氧化物,从而显著提高了合金的抗高温氧化性.     

纳米化对1Cr17不锈钢耐高温氧化的影响

喷丸处理可以使铁素体不锈钢1Cr17实现表面自身纳米化.对不同工艺的试样进行在高温空气介质中的耐氧化试验,结果表明1Cr17不锈钢经纳米化喷丸后,在氧化20 h后材料的表面可以形成一层富Cr的致密的内氧化物层,有效的防止了材料的进一步氧化.喷丸后又经过退火的试样,在氧化12 h时表面就形成了一层致密的内氧化物层,因为退火可以有效地释放因为喷丸而产生的压应力,可以更好地促进Cr向表面的扩散,更快的在合金表面形成富Cr的氧化物,从而显著提高了合金的抗高温氧化性.     

表面微喷丸对CuNi2Si合金疲劳短裂纹行为影响

在拉压载荷作用下,分别开展了CuNi₂Si合金微喷丸前后漏斗型圆棒试样的疲劳短裂纹复型试验;试验在预先确定的一系列载荷循环周次中断,以使用醋酸纤维膜对试样表面进行复型,进而采用逆序观察法获取了短裂纹萌生与扩展相关数据。分析结果表明:2种试样疲劳裂纹均萌生于试样表面,裂纹扩展受微观组织影响呈现曲折性增长, 整体表现出初期增长缓慢,后期裂纹长度迅速增长至试样断裂的趋势, 失稳扩展临界尺度约为750.0 μm; 微喷丸处理可以使裂纹增长模式由以晶间为主转为以穿晶为主,微喷丸前后断口形貌表现出巨大差异,相对未喷丸试样,微喷丸试样裂纹萌生位置呈现较大的晶体平面,无明显晶粒特征,裂纹源区面积较小,在疲劳过程中产生的纤维条纹数量较多,瞬断区韧窝形貌更为明显; 经微喷丸处理后,试样平均疲劳寿命提高约31.5倍,裂纹萌生和缓慢扩展阶段占比从整体疲劳寿命的60%增加至80%,可知微喷丸处理对于疲劳寿命的大幅提高主要体现在短裂纹的萌生和稳定扩展阶段,而这种强化效果主要受表面有效应力、硬度、晶界数目的共同影响,但该强化效果对疲劳裂纹扩展后期影响不大。      

焊后处理工艺对Q345E低合金钢焊接接头疲劳性能的影响

通过对K型坡口Q345E低合金钢T型角接接头三点弯曲疲劳试验,研究了焊趾不处理、焊趾打磨、焊趾喷丸、焊趾打磨+喷丸处理对焊接接头疲劳性能的影响.结果表明,焊接接头焊后细节处理工艺对接头疲劳性能的影响十分显著,焊趾打磨和焊趾喷丸均是提高焊接接头疲劳性能的重要手段,而焊趾打磨+喷丸处理综合处理时效果最佳.     

车辆作用下桥梁冲击系数分析

应用达朗贝尔原理推导了1/4车辆模型和桥梁的振动平衡方程;采用三角级数法生成各级桥面不平度序列;用数值方法分析了桥面平整度、车速及车辆参数对桥梁冲击系数的影响。结果表明:桥面不平度对桥梁冲击系数影响很大;冲击系数随着速度的增加而发生波动;合理的车辆参数可以减小对桥梁的冲击作用;车辆固有频率同样是影响冲击系数的一个不容忽视的因素。     

高速重载滑滚摩擦副表面损伤的力学特性

采用有限元法建立了M50钢滑滚摩擦副的弹塑性接触模型, 在接触应力约为4.0GPa、线速度约为50m·s^-1的高速重载工况下, 分析了其等效应力、剪切应力场与表层塑性变形, 研究了摩擦因数与相对滑动速度对M50钢滑滚摩擦副接触行为的影响, 并对比了M50钢双滚子滑滚试验中的表层塑性变形。计算结果表明: M50钢摩擦副的最大接触应力和椭圆接触区长、短轴长度的有限元分析结果与Hertz理论计算结果的偏差分别为2.66%、0.26%、6.43%;当摩擦因数由0.1增加到0.5时, 最大等效应力的位置由摩擦副次表层约0.5mm处逐渐向接触表面发展; 摩擦副表面发生胶合失效时的摩擦因数大于0.3, 接触表面最大等效应力大于1 700 MPa; 胶合失效发生时, M50钢摩擦副的应力和塑性应变具有特定的方向性, 表现在滑滚比分别为0.12、0.15条件下, 接触点处线速度较高的表面最大等效应力分别达到2 847、2 689 MPa, 产生较大的塑性应变, 最大值分别达到0.062、0.061, 而线速度较低的表面最大等效应力分别为2 269、2 101 MPa, 产生的最大塑性变形相对较小, 分别为0.040、0.039。     

车辆超载对公路使用寿命的影响

分析了轴载与公路使用寿命的关系, 根据路面不平度的频域模型和时域模型, 建立了4自由度车辆动力学模型。利用Mathcad软件进行数值仿真计算, 获得不同工况下车辆前后轮的最大动载荷, 分析了车轮动载荷与车速、车轮载荷与超载、轮荷冲击系数与超载之间的关系, 并预测了不同载荷条件下公路的实际使用寿命。研究结果表明: 车轮动载荷和轮荷冲击系数与车速成线性增大关系, 当车速由10km·h^-1增大到100km·h^-1时, 车轮动载荷增大2.5~3.1倍, 轮荷冲击系数增大17%~20%;超载降低了车辆的轮荷冲击系数, 但使得车轮的实际最大载荷大幅增大; 在超载100%的情况下, 当以沥青层层底拉应力为设计指标时, 公路实际使用寿命下降96%, 当以半刚性材料层层底拉应力为设计指标时, 公路实际使用寿命下降99%。