螺栓联接的可靠性分析

根据螺栓失效方式的不同，给出了静拉伸破坏和疲劳破坏两种失效形式的螺栓２度的计算方法，为螺栓的优化设计和被联接件整机的可靠性评估提供理论依据。     

东风41996内燃机车连杆螺栓及活塞断裂分析

采用金相分析、断口分析和硬度分析方法，对东风41996内燃机车柴油机连杆螺栓及活塞断裂的原因进行了分析，确认连杆螺栓因机加工不当引起疲劳裂纹的萌生及扩展，加之螺栓受力不均匀加速了疲劳断裂过程，活塞因材质、结构缺陷导致破碎，提出了预防连杆螺栓和活塞失效的措施及改进建议。     

高铁声屏障连接螺栓松弛对疲劳寿命的影响

螺栓的疲劳寿命和松弛寿命影响着螺栓的使用寿命，在疲劳和松弛的共同作用下，柱脚处连接不断退化，为探究高铁声屏障连接螺栓松弛对疲劳寿命的影响，以某速度为400 km/h高铁声屏障非对称排布和对称排布螺栓为研究对象，利用ANSYS建立柱脚螺栓有限元模型，通过降温法施加预紧力，并施加正负单位弯矩荷载，计算柱脚最不利螺栓在不同预紧力作用下的应力幅，提出了应力幅随预紧力变化的拟合关系式；利用Midas建立声屏障整体模型，分析列车在400 km/h行驶速度下结构动力响应特性，提取柱脚螺栓弯矩时程结果，对仅考虑疲劳失效的螺栓寿命和考虑松弛疲劳共同影响下的螺栓寿命进行比较.研究结果表明：螺栓松弛会使预紧力下降，导致两种柱脚模型的螺栓应力幅增大；在已有的柱脚螺栓时程计算中，考虑松弛疲劳共同影响下的疲劳寿命比仅考虑疲劳作用时大大降低，当松弛导致预紧力下降至55%以后，将会产生疲劳效应，该结果可为连接结构领域设计人员定量评估螺栓寿命以及对螺栓的维修养护方面提供参考依据.     

高速接触网零部件失效问题研究现状及展望

接触网零部件的失效会严重影响接触网系统的运行安全,接触网系统的服役可靠性是列车和线路安全运营的重要基础.为促进高速接触网装备技术的发展,在结合大量现场调研结果的基础上,系统分析并总结了我国高速铁路接触网零部件服役过程中出现的铝合金定位钩与定位支座磨损、吊弦线疲劳、螺栓连接松动、终端锚固线夹抽脱以及零部件腐蚀问题等五类典型失效问题及其产生的原因,指出微动损伤（微动磨损与疲劳）与恶劣的服役环境是导致接触网零部件典型失效的主要因素;介绍了国内外学者对微动磨损、微动疲劳、螺栓松动、应力腐蚀等相关失效机理的研究现状;展望了高速铁路接触网零部件的失效机理研究,冲滑复合磨损、多股绞线结构微动疲劳、螺栓松动、载流条件下疲劳和腐蚀疲劳这几个方面是今后需要重点研究的领域,并指出研究载流条件对疲劳损伤影响的重要性.      

既有铁路混凝土桥梁螺栓破断原因分析

铁路混凝土桥梁人行道上的U型螺栓，在使用一段时期后容易出现断裂病害．结合桥梁一人行道系统的现场振动测试和螺栓试样断口分析结果，指出既有桥上发生的U型螺栓破断属于疲劳破坏，并提出了改进意见．     

高速列车关键部件频域疲劳可靠性理论研究

机械结构多在交变应力下工作，疲劳失效是其失效的主要形式。《中国机械工程手册》在第6章“结构疲劳强度设计”中指出：机械零构件80％以上为疲劳破坏。尤其对于铁道车辆等运动系统中的部件，在车辆运行时产生疲劳破坏将给旅客财产和生命带来重大损失。因此对机械结构进行疲劳可靠性研究显得尤为重要。     

高速动车组制动盘螺栓断裂分析及优化方案

针对高速动车组运用中出现制动盘螺栓断裂问题,选取典型断裂螺栓进行失效分析,并在振动和热负荷环境下对制动盘紧固结构受力状态进行试验和分析.研究发现:制动盘螺栓断裂为低应力疲劳断裂,在高于50g的振动水平下,根据不同的振动频率,摩擦环相对盘毂产生微小相对位移,螺栓承受一定弯曲应力;在长大坡道等极端工况下运行时动车组采用摩擦制动,制动盘各部件由于长时间承受高热负荷及较大的温度梯度,使螺栓承受弯曲应力.针对制动盘螺栓受力情况,提出了变截面螺栓的改进方案,弯曲疲劳试验结果对比表明,新结构螺栓弯曲疲劳性能显著增强,可用于既有动车组轴盘螺栓的替换.     

基于ANSYS的钢制车轮有限元分析

建立某特定车型车轮的有限元模型,进行弯曲应力和径向应力分析及疲劳分析,探究车轮疲劳寿命的影响因素。对车轮分别进行正对螺栓孔和正对2螺栓孔中间加载2种工况的应力分析。最后应用Fatigue模块对车轮进行弯曲疲劳寿命分析,预测车轮的疲劳破坏位置和使用寿命。     

地铁列车螺栓断裂问题分析及优化

基于某地铁列车一系簧下压盖紧固螺栓断裂问题开展分析及优化,通过仿真、试验、图像及理论分析,研究该处螺栓的载荷特性、断裂失效机理,并研究相关优化解决措施.研究表明:该处螺栓为疲劳断裂,原螺栓预紧力及疲劳强度均不满足要求,是造成螺栓断裂的主要原因;通过对螺栓的载荷特性研究,发现原始结构的一些特征是导致该处螺栓出现较高载荷的主要原因.通过对螺栓型号、预紧力、端盖厚度、调节垫外形等优化手段,使得该处螺栓静强度、预紧力均满足要求,螺栓的疲劳寿命提升至原来的3.5倍以上,基本满足列车服役寿命需求.     

桥梁人行道锚固系统加固试验研究

U型螺栓是铁路混凝土桥梁人行道托架系统的唯一锚固装置，在使用过程中，一些螺栓出现了断裂现象，导致步行板坠落桥下．现场振动测试表明，过桥列车对人行道系统的振动存在放大效应．对螺栓的断口进行微观形貌分析后，发现螺栓具有明显的疲劳断裂特征．结合试验分析，在对U型螺栓进行了疲劳强度评估的基础上，提出了改进螺栓设计的意见，并设计了在挡碴墙上锚固钢板条进行锚固系统加固的方案，以降低螺栓疲劳应力幅、延长使用寿命．试验室足尺模型疲劳试验对加固效果进行了验证。     

随机载荷下轴的疲劳可靠性

根据轴所受的随机载荷时间历程统计规律，以轴的疲劳破坏为失效准则，提出了一种预测轴在随机载荷下的可靠度模型。     

撞击荷载作用下盾构隧道接头螺栓失效及参数分析

为了研究高速列车脱轨撞击盾构隧道时接头螺栓参数对螺栓失效和管片的影响. 基于ABAQUS有限元软件,建立了盾构隧道管片衬砌分块拼装式模型,利用时速200 km/h列车12.5° 斜向撞击荷载曲线,通过设置接触面单元和具有抗拉、抗剪、抗弯3种刚度组合的连接单元,近似模拟了盾构隧道接缝混凝土接触效应和螺栓连接效应,开展了不同螺栓直径和不同螺栓强度级别下管片接头螺栓的失效研究. 研究结果表明:在列车撞击荷载作用下,接头螺栓主要发生拉伸失效和剪切失效两种失效状态,失效后螺栓拉力和剪力降低为0,并且螺栓失效一般是相对列车行进方向相继出现的;拉伸失效通常出现在被撞块后端纵向螺栓,而被撞块环向螺栓和前端纵向螺栓一般发生剪切失效;各螺栓发生失效的时间随着接头螺栓强度级别的提高或螺栓直径的增大有所延后;不同螺栓参数下被撞块管片位移极大值均在6 cm左右,提高接头螺栓的强度级别和增大螺栓直径,将减小被撞块管片最终位移较大值区域面积以及最终位移极大值的数值,但管片最终位移极大值数值的减幅在10%以内,说明改变螺栓参数无法明显减小管片最终位移.      

压缩机阀片失效分析与滚磨倒角

综合分析了阀片的失效原因、机理，并进行了对阀片边缘实施滚磨倒角来提高其疲劳寿命的实验研究。结果表明，撞击疲劳主要是小直径阀片、而弯曲疲劳是大直径阀片的主要破坏形式；滚磨可以明显改善阀片的边缘状态，具有一定的消除阀片表面应力集中的作用，是有效提高阀片疲劳强度的一种较好的方法。     

考虑混凝土粘结效应的盲眼螺栓抗拉性能研究

为了研究混凝土的粘结效应对盲眼螺栓抗拉性能的影响,采用抗拉装置,对预埋于钢管混凝土的盲眼螺栓进行了抗拉试验.首先得到各种工况下试件的破坏模式和荷载-位移关系曲线;其次对各种工况下试件的破坏模式和荷载-位移关系曲线进行比较分析,得到有无混凝土以及不同混凝土强度等级对盲眼螺栓初始刚度、强度和延性的影响;最后分析考虑混凝土粘结效应后盲眼螺栓的抗拉受力机理,并提出了改良盲眼螺栓的合理措施.研究结果表明:混凝土的粘结效应改变了盲眼螺栓的抗拉传力机理,使其整体受力从套管转移到中心螺杆,从而使其破坏模式由套管提前破坏失效转化成中心螺杆强度破坏;混凝土强度等级对盲眼螺栓刚度有显著影响,混凝土强度从C30提高至C50时,其初始刚度由15.1%提高至35.7%,其屈服后刚度也分别提高了1.27和1.64倍;盲眼螺栓的抗拉屈服强度和延性主要由套管的性质决定,抗拉极限强度则取决于中心螺杆的承载力,混凝土的强度等级对其无影响.     

柴油机重要螺栓联接的失效分析

柴油机重要螺栓,从设计、制造和紧固工艺几个方面对某些柴油机重要螺栓联接的失效进行了分析,探讨比较了重要螺栓常用的几种紧固工艺,指出螺栓紧固工艺的不合理是造成该机重要螺栓联接失效的主要原因,提出了改进的途径和方法.     

基于疲劳累积损伤的板式橡胶伸缩装置仿真分析

以公路板式橡胶伸缩装置为研究对象,在荷载与应力谱模拟的基础上,根据螺栓、焊点以及混凝土的疲劳S-N曲线,按照Miner准则,对板式橡胶伸缩装置主要部件进行累计损伤分析,并进行板式橡胶伸缩装置疲劳寿命估算。结果表明,采用疲劳损伤分析方法可以得到板式橡胶伸缩装置各部件破坏的先后顺序,与现场调查的板式橡胶伸缩装置破坏次序与特征比较吻合。     

钢管混凝土风电塔架球式节点的力学性能分析

为寻找更适合钢管混凝土格构式风电塔架的节点形式，开展了2个法兰盘球型分支节点和2个法兰盘螺栓球节点模型的静力试验，并对其进行有限元分析，以球台高度和厚度为变化参数，分别对比了2种节点的破坏模式、法兰盘等效应力分布、腹杆轴力-变形曲线等.研究结果表明：法兰盘球型分支节点的破坏模式为高强螺栓剪切破坏，法兰盘螺栓球节点的破坏模式为球台焊缝撕裂破坏和屈曲-撕裂破坏；与法兰盘球型分支节点相比，法兰盘螺栓球节点的法兰盘和球台的等效应力分布均匀，材料利用率较高，其最大应力绝对值分别提高了19%、52%，承载能力较强；腹杆轴力-变形曲线的塑性阶段长，延性较好；对球台高度或厚度的变化反映在节点极限承载力上更敏感，有更高的极限承载力；法兰盘螺栓球节点有进一步推广应用的价值.     

机翼结构件的疲劳测试

在交变载荷作用下,在机翼腹板结构件表面粘贴应变花,实时监测疲劳试验时试件的应力应变状况,采用X射线确定了疲劳破坏后的试件表面和内部裂纹的大小与位置,分析了结构件结构损伤的部位和损伤程度,预测了结构件的裂纹扩展寿命。测试结果表明:在40kN正弦交变压缩载荷作用下,试件的疲劳寿命约为100万次,符合疲劳寿命分布预期1万～100万次;疲劳试验测得的应力与理论计算结果有相近的变化趋势,误差约为10%;高锁螺栓和薄板断裂破坏是该处过大的载荷和绕x轴的弯矩共同导致的;估算的疲劳裂纹扩展寿命为10 183次。     

压缩机阀片失效分析与滚磨倒角

综合分析了阀片的失效原因、机理,并进行了对阀片边缘实施滚磨倒角来提高其疲劳寿命的实验研究.结果表明,撞击疲劳主要是小直径阀片、而弯曲疲劳是大直径阀片的主要破坏形式;滚磨可以明显改善阀片的边缘状态,具有一定的消除阀片表面应力集中的作用,是有效提高阀片疲劳强度的一种较好的方法.     

常见机件损伤的成因及其人为因素

如传动轴螺栓、连杆螺栓断裂。传动轴螺栓断裂可使传动轴脱落,打坏储气筒或制动管道,造成制动失灵。连杆螺栓断裂可能打坏气缸体,造成较大经济损失。造成螺栓断裂的常见成因为螺栓强度不够,用普通螺栓代替专用螺栓（高强度螺栓）及疲劳裂损所致。