发动机球铁曲轴扭转疲劳强度的试验研究

通过某六缸柴油机曲轴的单拐扭转疲劳试验，考察了结构和表面处理工艺对球铁曲轴扭转疲劳强度的影响。结果表明，当连杆轴颈的空心度不大于0．49时，轴颈空心对曲轴的扭转疲劳强度无明显影响；油孔出口结构设计不当将严重损害曲轴的扭转承载能力，它可使零件扭转疲劳极限下降的幅度达30％；表面感应淬火显著降低曲轴的扭转疲劳强度，而离子氮化的作用不明显。     

6130柴油机曲轴的弯曲应力分析(上)

一、前言遵照伟大领袖毛主席关于走自己工业发展道路的指示,为提高国产柴油机质量,几年来,我所在提高柴油机曲轴弯曲强度方面进行了一些工作,其中包括结构、工艺、疲劳试验等方面。在结构应力分析中,主要是改进单拐结构以提高曲轴弯曲静载与动载强度,并减轻曲轴重量、简化工艺。曲轴是发动机的主要承载零件之一,在使用中发生的曲轴断裂情况,暴露出曲轴在强度方面是存在问题的。再者为进一步改进柴油机的性能,采用低增压技术,提高功率指标、现有的曲轴也不能满足要求。因此各有关单位曾从不同的方面对曲轴强度问题进行过很多试验研究。国外对曲轴的强度问题已经进行了广泛深入的研究,如G·Stahl 针对薄柄臂的汽油机曲轴,就轴颈直径、柄臂宽度、厚度、过渡圆角半径、重迭度等结构参数对曲轴强度的影响     

利用有限元法研究曲轴弯曲应力的变化规律

曲轴结构参数对曲轴弯曲应力有着各种各样的影响，本文利用有限元静力分析方法，对曲轴结构参数和曲轴弯曲应力的变化规律进行了分析，旨在为曲轴结构设计提供理论依据。     

曲轴单拐弯曲疲劳的可靠度分析

本文运用三维有限元法，从零件可靠性设计这个角度分析了曲轴单拐的弯曲疲劳强度。     

发动机曲轴二级并联橡胶扭转减振器优化设计

为降低曲轴扭转振动对发动机前端附件驱动系统的影响,在介绍曲轴减振器参数优化设计方法及数学模型的基础上,对曲轴二级并联橡胶扭转减振器参数设计提出了一种新的优化方法,这种方法以同时降低曲轴和带轮的扭转振幅为目标对减振器进行优化。计算结果表明,采用文中提出的优化设计方法设计的减振器,不但曲轴的扭转振动特性得到改善,曲轴带轮的振动也得到很好控制。     

基于多目标优化的多塔特大斜拉桥索力优化研究

为探究在多参数作用下多塔斜拉桥索力优化方法,基于多目标优化理论,构建了以主梁弯曲应变能和主塔纵向水平位移为目标函数,使用界限构造法建立了迭代过程中适应度函数,联合改进遗传算法和RBF神经网络对索力进行了优化求解,并将计算结果与单目标优化的主梁弯曲应变能和主塔纵向水平位移进行了对比。结果表明:改进遗传算法具有良好的泛化能力和全局寻优能力,主梁弯曲应变能和主塔纵向位移均有一定程度下降,与单目标优化相比,虽然弯曲应变能相比提高,但是主塔纵向位移得到了有效控制。改进遗传算法联合RBF神经网络的索力优化方法确保了结构处于全局最优状态。     

曲轴纵振对连杆大头止推轴肩磨损的影响

针对某内燃机曲轴与连杆大头止推轴肩磨损问题,采用Excite-PU建立机体-曲轴系统动力学模型,对曲轴纵向振动进行仿真研究。在此基础上,进一步研究曲轴纵振对曲柄销位移及曲拐开档尺寸的影响,据此构建磨损比率模型,用以判断曲轴易磨损位置。结果表明,曲轴纵振可导致曲轴与连杆大头止推轴肩间隙减小,进而发生磨损,且理论分析的易磨损位置也与实际磨损位置对应。     

结构形式对悬索桥梁端位移响应的影响研究

为掌握悬索桥结构形式对桥梁动力响应的影响,以国内某交通线上的1 200 m双塔单跨悬索桥和658 m+1 688 m双塔双跨悬索桥为研究对象,通过对比梁端监测位移的温度相关性特征,探讨了结构形式对梁端低频位移的影响;采用短时傅里叶变换、小波分解及雨流计数方法,探讨了结构形式对梁端高频位移的影响;基于桥梁有限元模型,验证了基于监测位移数据分析结论的正确性与可靠性。分析结果表明,相同温度荷载作用下,悬索桥梁端温致位移变化幅度取决于主梁长度,位移～温度线性回归模型的斜率之比接近主梁长度之比;梁端纵向高频位移主要由车致强迫拟静态效应、车辆一阶动态效应及环境激励效应导致;悬索桥外伸悬吊跨将显著增大结构纵向刚度,导致主跨较大的双跨非对称悬吊体系的梁端高频位移幅度及累积行程小于主跨较小的单跨悬吊体系。     

钢筋混凝土桥梁单墩体系目标位移计算方法研究

对钢筋混凝土桥梁单墩体系目标位移的确定方法进行了总结,对基于材料应变的目标位移确定方法进行研究,单墩体系目标位移的确定取决于截面受压区高度和等效屈服曲率的计算,应用截面分析软件UC Fyber对大量方形及圆形截面进行弯矩-曲率分析,得到2种截面的受压区高度随结构设计参数变化的计算式,拟合得到与研究数据符合较好的等效屈服曲率计算式,在此基础上得到了单墩体系目标位移随结构设计参数变化的计算式,提出了单墩体系目标位移的实用计算方法,分析了截面形式、混凝土强度等级、纵筋配筋率、截面尺寸、混凝土压应变和结构高度等设计参数对单墩体系目标位移取值的影响,最后由参数分析的结果提出了增大单墩体系目标位移的具体措施.     

车用曲轴类零件有限元分析应用

曲轴是发动机和汽车的重要零部件之一,其品质的好坏影响着整个设备的性能。首先在三维参数化建模软件PRO/E中对曲轴进行三维实体造型,然后通过IGES中间格式导入ANSYS中进行应力分析。结果表明:所得结果与实际情况比较吻合,为曲轴的优化设计提供了有效的途径。     

超高墩大跨度刚构-连续梁桥抗震性能研究

为指导超高墩大跨度刚构-连续梁桥的抗震性能优化设计,以墩高超过100m、主梁总长达480m的预应力混凝土刚构-连续梁桥——厄瓜多尔瓜亚萨明特大桥为研究对象,采用SAP2000有限元软件建立全桥模型,在动力分析的基础上,针对结构抗震性能进行阻尼器参数优化设计分析。结果表明:设置粘滞阻尼器可有效减小该桥墩底截面的纵向弯矩、横向弯矩和梁端的纵向地震位移,在两侧梁端布置默认速度指数为0.3的阻尼器,阻尼器的阻尼系数取12 000kN·(s/m)0.3为最优设计方式;在优化方案下,各桥墩的墩底、墩顶控制截面的抗弯、抗剪能力需求比均大于1,结构处于弹性工作范围内,抗震性能满足规范要求。     

柴油机曲轴整体三维强度分析

进行曲轴整体强度计算的更趋合理的方法是采用曲轴整体结构的三维有限元模型。本文采用了子结构计算技术，在工作站上对某大功率柴油机曲轴进行了整体结构的三维有限元分析。采用三维有限元模型不仅在对曲轴加载时更加合理，在处理曲轴与柴油机机体的相互约束时也更能符合实际情况。将机体剖分成有限元模型与曲轴一起计算，从而实现了真正意义上的曲轴整体计算。     

大跨度铁路悬索桥纵向位移特征及纵向支承要求

为研究大跨度铁路悬索桥合理的纵向支承体系,从理论上分析大跨度悬索桥的刚度特性及大跨度铁路悬索桥的纵向位移特征,并以某主跨1 060m上承式钢桁梁铁路悬索桥为例,分析大跨度铁路悬索桥在列车荷载作用下的梁端纵向位移特征,研究不同纵向支承体系对悬索桥加劲梁梁端纵向位移及速度的影响,最后给出大跨度铁路悬索桥纵向支承设计的要求。结果表明:竖向荷载作用下,结构产生显著纵向位移,是悬索桥的基本结构特征;竖向荷载作用在悬索桥加劲梁上不同位置时,加劲梁梁端纵向位移差别大;铁路列车作为快速移动荷载,具有规则、连续的特征,从而导致铁路悬索桥梁端频繁快速活动,此为梁端伸缩装置、支座、吊索耐久性的控制性因素。     

多塔悬索桥附属结构耐久性参数研究

附属结构作为桥梁结构中的重要构件,其耐久性会影响桥梁整体结构的使用寿命。由于多塔悬索桥整体结构更柔,变形更大,附属结构处累积位移量也更大,因此附属结构耐久性问题在多塔悬索桥下更为突出。为了定性分析桥梁结构的体系参数（包括塔梁连接方式和缆梁连接方式）对附属结构耐久性的影响,建立某四塔悬索桥的有限元模型,利用影响线加载的方式进行计算,得到不同塔梁连接方式以及缆梁连接方式下的梁端以及支座位置处的位移累积量。结果表明：采用塔梁固结方式减少梁端纵向位移和转角位移累积量的效果最显著;塔梁纵向连接的约束越强,梁端以及支座处纵向位移越小;设置中央扣的方式有利于减少纵向位移累积量,同时也能减少转角位移的累积量。     

桥下采沙对桥梁受力及安全影响研究

近年来河道无序采沙对桥梁结构安全带来了很大隐患,针对桥下乱挖乱采河沙情况,以采用摩擦桩基础的某高速公路连接线特大桥梁为研究对象,通过理论分析、数值模拟和现场试验,开展桥下采沙对桥梁承载能力及安全的影响研究。研究结果表明:桥下挖沙导致了桩端土处承载力和单桩承载力显著降低,而对墩柱下沉量、主梁跨中挠度和墩柱弯矩影响较小;试验车辆在桥上行驶时,采沙桥墩墩顶竖向动位移和纵向动位移较未采沙桥墩有所增大,刹车则引起两个方向动位移显著增大,远大于跑车试验数据;过路汽车试验数据远大于试验车数据,过路车超载严重;试验车辆和过路车作用下主梁跨中动挠度变化不明显;车辆重量是影响墩顶竖向位移的主要因素,车辆刹车时的纵向制动力是影响墩顶纵向位移的主要因素;桥上刹车和超载具有较大危害,需尽快采取限速、限重、加固等措施,避免桥上紧急制动和水流冲刷,保证桥梁结构安全。     

桩基施工及承载阶段对运营盾构隧道的影响

针对合肥某立交桥上跨既有盾构隧道工程,通过有限元数值模拟方法对单桩邻近隧道施工进行参数敏感性分析,并进一步研究立交桥单桥墩桩基础与双桥墩桩基础在施工及承载阶段对盾构隧道管片变形与内力的影响;通过对比分析2种立交桥跨越既有盾构隧道方式下的地表沉降、盾构隧道管片及铁轨变形,探讨2种跨越方式在工程应用中的优劣。研究结果表明： 1）单桩对邻近隧道结构的影响,随着桩长、桩径的增加而增大;随着桩隧净间距的增大而近似呈指数函数形式降低。2）当桩长与隧道埋深比值大于1时,增加桩长是减小隧道结构变形的有效途径。3）单桥墩桩基础施工阶段对盾构隧道的影响效应小于承载阶段,管片位移以沉降为主。承载阶段随着荷载的增加,横向轴力与弯矩在靠桩一侧拱腰位置变化最大,纵向轴力与弯矩在拱顶位置变化最大。4）双桥墩桩基施工及承受上部荷载时,较单桥墩而言同一管片处的沉降增大0.3 mm,水平向位移减小0.56 mm。经比较,中间无桩的跨越隧道方式更优。     

温度作用下钢桁拱桥活动支座工作性能评估方法研究

为准确判断钢桁拱桥活动支座服役期间的工作性能,对温度作用下活动支座工作性能评估方法进行研究。以某铁路钢桁拱桥为背景,分析梁体局部温度与支座纵向位移相关性的差异,推导钢桁梁支座纵向位移与温度梯度的关系式;分析支座摩阻力对支座纵向位移的影响,运用间隙迟滞非线性系统建立温致支座纵向位移滞回模型,进而提出用于评估活动支座工作性能的指标——间隙迟滞系统的参数C。采用现场监测数据对评估指标的可靠性进行验证。结果表明：评估指标(参数C)能够反映支座摩阻力的大小和支座纵向位移迟滞特性的强弱,C值增大,活动支座工作性能劣化,可以通过长期数据的积累实现活动支座性能劣化情况的识别。     

独塔斜拉桥的抗震分析及减隔震措施研究

对于大跨径斜拉桥,抗震计算涉及的因素较多,需要根据其自身特点,进行专项研究,以昆阳路闵浦三桥为研究对象,分别采用反应谱法和时程分析法对半飘浮体系独塔斜拉桥的结构地震响应进行对比分析,选取合适的地震波和阻尼参数。在E2地震作用下,采用时程分析法分别对塔梁间纵向约束支座剪坏前后两种不同的受力体系进行分析,结果表明,对支座剪坏前的纵向约束体系,主塔支座承受较大的水平力,而对支座剪坏后的纵向活动体系,主塔塔顶位移和主梁梁端的纵向位移均较大。针对大跨度独塔斜拉桥桥型方案特点,采用减隔震组合体系,不仅可大幅降低塔底纵向受力,同时可将塔顶和梁端的纵向位移控制在合理范围之内,是理想的抗震约束体系。     

浅埋偏压隧道初期支护参数影响分析及优化设计建议

依托吉林省鹤大高速公路回头沟隧道工程,运用有限元数值模拟,从锚杆长度、环向间距、喷混凝土厚度等方面分析隧道初期支护结构参数对围岩稳定性的影响规律。在对称和非对称设计时,综合考虑锚杆轴力、洞周位移以及衬砌的结构安全系数等方面对回头沟隧道浅埋偏压段Ⅴ级围岩的支护结构给出优化设计建议。     

汽车发动机曲轴纵向振动的研究

本文研究了汽车发动机曲轴的纵向振动的计算方法和振动特性，首先分析了曲轴产生纵向振动的两种等效激励源－弯曲－纵向耦合力矢和扭转－纵向耦合力矢，建立了简化模型和在两种不同性质的力作用下的统一运动方程，并分析了求解方法和步凑，用新设计的扭／弯／纵振动测量仪实测了曲轴自由端的纵向振幅，与计算结果相当吻合，说明本文提出的分析汽车发动机轴系纵向振动的方法合理可行。