陶瓷/金属梯度层的热应力分析及缓和特性设计

分别以陶瓷／金属复合平板和圆筒为研究对象,导出了功能梯度材料组份连接变化下的温度及热应力分布,并将ＺｒＯ２／ＮｉＣｒＡｌ复合板热应力分布的解析解与有限元结果进行了比较,对复合圆筒进行了组份分布的热应力缓和特性设计,分析结果表明,用连续模型计算,可进一步减缓功能梯度材料层间的应力突变和残余应力,便于结构的优化设计。     

轮轨热接触耦合效应的有限元分析

针对制动热应力问题,运用有限元直接耦合法,对车轮热接触工况进行了模拟,采用耦合方程同时求解温度场和位移场,研究了纯机械载荷工况和热接触耦合工况下轮轨应力分布与变化规律,分析了车轮及钢轨表层材料和次表层材料的变形、温度与应力之间的关系.分析结果表明:由于热应力的影响,车轮表面以下0～1 mm的表层区域等效应力最大值增大了...     

海洋平台KK型管节点的疲劳性能试验研究

以某自升式海洋平台为研究对象,进行了空间KK型管节点在轴力作用下的疲劳性能的试验研究.通过对管节点模型的试验测试,得到了KK节点在轴力作用下沿着焊缝周围的热应力区内的热点应力分布及节点的应力集中系数,并采用S-N曲线法对KK型管节点的疲劳寿命进行估算.通过对比分析,指出了试验方法与规范计算方法在管节点疲劳性能分析上的差异性.     

制动鼓的热-结构耦合分析

利用大型通用有限元分析软件ANSYS6.1研究了某中型车前轮制动鼓在机械载荷与温度载荷作用下的热-结构耦合问题。通过对制动鼓不同模型的热分析、结构分析和热应力耦合分析说明不同模型和不同载荷对制动鼓的温度分布、变形及热应力的影响。     

北京地铁10号线制动热响应分析与评估

针对城轨列车转向架基础制动方式,对踏面制动热流密度进行推导,建立了车轮制动过程瞬态温度场和应力场三维有限元模型,重点分析了城轨列车在两次紧急制动和全程往返制动两种极端情况下,车轮踏面温度和热应力变化规律.车轮踏面所受的应力是垂直载荷、横向载荷和热应力综合作用的结果,适用于Hertz接触理论,机械载荷对车轮踏面的作用效果采用Hertz接触应力来衡量,根据温度和热应力模拟结果,评估了城轨列车车轮的服役安全性,为发展城轨列车的制动方式和制动技术提供了比较可信的理论分析方法.     

隔冷液对BOG压缩机气缸底部温度和应力场影响

运用热-应力间接耦合的方法,模拟计算出隔冷液在不同温度和流量条件下气缸的温度场,并以温度场作为应力场计算的载荷,运用热弹性力学理论,对气缸壁的应力进行了分析,并着重模拟气缸底部应力的变化.结果表明:隔冷液的加入,可以有效的保冷.由于增大隔冷液流速会增加流动阻力,因此并非流速越快越好,模拟结果表明:当隔冷液流速稳定在1.5m/s附近时,保冷效果比较好,气缸底部热应力较小.而在隔冷液流速不变的前提下,隔冷效果随着温度的增高而加强,气缸底部热应力也随之减小.     

动车组轴箱轴承模糊可靠性寿命评估

考虑影响轴箱轴承寿命的模糊因素,运用集对分析理论和模糊集理论对轴箱轴承进行可靠性寿命评估.利用轴箱轴承的可靠度计算模型确定轴承的可靠度范围,将影响轴箱轴承寿命的额定动载荷和平均当量动载荷作为模糊变量,采用改进的模糊层次分析法确定模糊因素的权重,建立模糊变量的综合评判矩阵,按加权平均法确定模糊变量的值,评估轴箱轴承的模糊可靠性寿命.与传统轴承可靠性寿命评估结果相比,该方法得到的评估结果更加贴近实际,同时提高了评估结果的准确性.     

基于参数敏度分析的轮毂轴承寿命多目标优化

为提高某型第三代轮毂轴承受载疲劳寿命,以额定动载荷和额定静载荷作为响应指标,采用正交试验设计对轮毂轴承结构参数进行灵敏度分析,以轮毂轴承滚珠数量、滚珠直径、节圆直径及内外沟曲率半径等主要影响因素作为设计变量,建立轮毂轴承疲劳寿命多目标优化数学模型。分别采用非劣排序遗传算法(NSGA-II)、多岛遗传算法(MIGA)和最优化粒子群优化算法(MOPSO)进行优化求解,得到了轮毂轴承最优结构设计参数,采用有限元仿真分析方法对优化前后的旋压铆合装配成形轮毂轴承疲劳寿命进行对比验证。结果表明：上述优化策略实现了由2个目标函数主导的轮毂轴承整体性能提升,改善了轮毂轴承各组件的应力集中情况,提高了轮毂轴承的疲劳寿命,优化后结构最大应力较初始设计降低了约5.1%,寿命较初始设计结构增加了约3.8%,表明轮毂轴承的疲劳寿命多目标优化设计是有效的。     

基于临界平面法的钢轨裂纹萌生寿命预测模型研究

临界平面法是常用的钢轨裂纹萌生寿命预测方法,诸多文献分别基于此研究了相关的预测模型,但计算出的钢轨裂纹萌生寿命时间比现场观测到的裂纹萌生寿命稍短。通过对预测模型进行理论分析,结果认为,蠕滑力在裂纹萌生预测模型中起十分重要的作用,尤其是纵向蠕滑力与自旋蠕滑力。采用全蠕滑状态是致使预测结果比实际观测结果要短的重要原因之一。此外,摩擦热应力产生的残余应力为拉应力,不平顺导致接触应力的改变,钢轨材质与夹杂物的影响,以及裂纹萌生阶段的选取准则,磨耗的影响等,都应在钢轨滚动接触疲劳裂纹萌生寿命预测中有合理考虑。     

环境温度周期变化下沥青混凝土路面粘弹性力学响应

为研究沥青混凝土路面在环境温度周期变化作用下的粘弹性力学响应规律,采用ABAQUS有限元软件建立分析模型.结合气温观测数据、热力学理论、粘弹性力学,分析路面温度应力变化规律,并提出以应力比冲量值衡量温度应力对路面的作用效果.研究结果表明:路面内温度应力随外界温度的变化而呈规律性变化,且存在一定的滞后性;一个日循环周期内,路面内部靠近路表部位的温度应力变化幅度要大于靠近底面部位的应力变化幅度;在低温季节中,面层中下部分的温度应力作用效暴要大于面层顶部的温度应力作用效果;沥青混凝土的应力松弛效应在高温季节较为明显,而在低温季节则十分微弱.