南京大胜关长江大桥钢吊杆两端连接涡振疲劳性能的仿真分析

建立了南京大胜关长江大桥主桥钢桁拱吊杆整体及两端连接节点局部的有限元模型,分别对H形和切角矩形两种截面吊杆在涡振作用下节点处构造细节的疲劳性能进行了仿真分析,研究了不同截面形式吊杆两端节点的疲劳性能。研究结果表明钢拱桥吊杆涡振时,其两端连接节点极易出现疲劳损伤甚至破坏,且一旦发生涡振,切角矩形截面吊杆端节点比H形截面吊杆端节点更易出现疲劳破坏。     

单侧节点加载扣件系统疲劳试验研究

施加循环载荷的扣件系统疲劳试验是安全性能判定中最关键的试验。本文对单侧节点加载扣件系统疲劳试验进行了研究,重点通过分析单侧节点加载方法,考察疲劳试验过程中加力杆长度对扣件系统承载的影响,同时进行疲劳试验验证,并与双侧节点加载方法进行比对。研究结果表明,相对双侧节点加载方法而言,单侧节点加载方法对荷载的施加更容易控制,适当缩短加力杆的长度对扣件系统受力影响并不显著,不仅占用的试验设备资源少,而且能够获得合理的试验结果,该研究成果进一步完善了扣件系统疲劳试验标准。     

车辆装配前铝合金焊缝节点结构疲劳试验研究

铝合金焊缝节点结构作为车体结构中的重要组成部分,车辆装配前对焊缝节点结构强度进行研究具有重要意义。为了掌握铝合金焊缝节点结构的疲劳强度性能,选取实车中出现疲劳裂纹破坏的典型节点部位制作标准件进行疲劳试验;根据试件与实际车体疲劳破坏位置的应力分布趋势一致的原则,设计了两种典型焊接形式的标准件结构模型,并且确定了疲劳试验的加载方式以及试验工装设计,给出了试验模型的疲劳破坏位置以及通过成组试验获得的典型节点形式的S-N(应力-寿命)曲线。同时利用非线性有限元方法对铝合金焊缝节点结构进行疲劳强度计算,将计算结果与试验结果进行对比分析,验证了所采用有限元计算方法的准确性和普遍适用性。     

钢管混凝土桁架拱桥板—管焊接节点热点应力集中系数研究

钢管混凝土桁架拱桥板—管焊接节点应力集中程度高,疲劳问题突出,是影响桥梁寿命的关键因素。基于国际焊接协会提出的热点应力计算方法,利用ANSYS软件建立精细有限元模型,研究各种典型荷载作用下板—管焊接节点焊趾处的热点正应力、热点剪应力集中系数。结果表明:热点正应力集中系数在约1/4焊缝长度处最大,外焊缝大于内焊缝,节点板焊趾大于钢管焊趾,内焊缝钢管焊趾处均为压应力;剪应力集中系数在焊缝两端最大,中间最小,内焊缝钢管焊趾剪应力流方向与外焊缝相反;节点板两端直角构造改为圆弧构造,能显著降低端焊缝热点正应力集中程度;板—管焊接节点处于拉—剪联合作用复杂应力场,应综合考虑正应力、剪应力集中,焊缝端点和约1/4焊缝长度处应力集中程度最高,建议作为疲劳设计的"热点"。     

转向架轴箱橡胶节点疲劳寿命的有限元分析

建立转向架轴箱橡胶节点的三维实体模型。通过非线性有限元分析,得到节点橡胶衬套应变云图,并对节点疲劳寿命的影响因素进行阐述。将节点在不同载荷工况下的最大Green-Lagrange应变作为疲劳破坏参数,预测转向架轴箱橡胶节点的疲劳寿命。通过扩大节点外钢套端部空间,有效提高转向架轴箱橡胶节点实际使用寿命。     

某型直线电机转向架用一系橡胶牵引节点优化设计

从某型直线电机转向架用进口橡胶弹性元件故障着手,对其进行了国产化研制,并研究和探讨了一系橡胶牵引节点不同结构的优缺点,分析和比较了天然橡胶与氯丁橡胶在高温70℃下疲劳特性,采用有限元分析软件对工作载荷下橡胶的应力应变进行模拟计算,设计了一种贴近式结构的牵引节点。该结构通过有限元分析,相比层叠结构橡胶应变降低了15%以上。同时进行了2种结构常温和高温下的疲劳试验验证,验证结果表明优化后产品的疲劳性能提高了3倍以上。     

运用条件下城轨车辆转向架构架疲劳寿命研究

基于长期跟踪测试实际运用条件下的动应力与车辆运行状态数据,开展城轨车辆转向架构架疲劳可靠度和疲劳损伤快速累积原因研究。采用可靠性理论与覆盖多种运用工况的疲劳寿命子样,建立构架的疲劳可靠性研究模型,得到构架疲劳控制部位高可靠度的运用寿命,与实际运用情况相符。可靠度模型为优化检修周期结构、制定构架检修提供了数据基础。数据分割后显示不同区间构架疲劳损伤区别显著。轨道波磨激发了构架高幅值和高频次的应力响应,造成构架疲劳损伤的快速累积;直线区间的轮轨激扰主要为轨缝冲击,对疲劳损伤的贡献不明显;车轮多边形的存在将对构架引入与速度直接关联的激扰并加剧构架疲劳损伤。     

柴油机曲轴青铜-巴氏合金轴承的生产和质量

本文研究了内燃机车柴油机青铜-巴氏合金轴承的应用领域。描述了其应用的主要损伤型式(疲劳、腐蚀-穴蚀磨损)和对此类损伤的影响因素。列出了对疲劳损伤起作用的工艺因素的研究结果。描述了不同生产工厂在制造轴承时所发生的损坏情况。提出了有关对开展研究工作和实施青铜-巴氏合金轴承质量进行检查的建议。     

钢管混凝土桁架Y型管节点热点应力研究

为研究主管支撑条件及支管与主管夹角对钢管混凝土桁架(CFST)Y型管节点热点应力分布的影响,利用ANSYS采用20节点实体单元,考虑相贯线焊缝建立Y型管节点空间有限元模型,计算分析在一端固定,一端铰接、两端固定、两端铰接3种边界条件下,支管不同角度变化时(20°, 40°, 60°, 80°, 90°),支管轴压作用下主管和支管焊趾处,热点应力集中系数沿相贯线焊缝分布情况。有限元分析结果与已有试验结果进行对比,验证模型的可靠性。研究结果表明:相同约束条件下,随支管角度增大,主管和支管沿焊缝的热点应力集中系数表现为增大,主管热点应力集中系数最大值始终发生在冠点,支管热点应力集中系数最大值由冠点向鞍点移动;同一角度时,随着主管两端约束的加强,主,支管热点应力集中系数分布有所减小,主管鞍点附近受约束条件影响很小。由于局部和整体的刚度同时影响SCF,可以考虑改变节点形式或者减少计算长度、加强固端约束达到降低SCF的目的。     

采用位移相关型牵引拉杆橡胶节点降低车体振动的可行性研究

介绍了具有位移相关特性牵引拉杆橡胶节点的开发,对橡胶节点进行了刚度和疲劳试验,并通过实车对其隔振效果及运行稳定性进行了一系列实验台试验和线路运行试验。结果表明,该位移相关型橡胶节点达到了设计目标且满足实际运营要求。     

钢桁梁全焊桁片腹杆与节点焊接连接细节疲劳性能试验研究

为避免焊缝交叉,钢桁梁全焊桁片中,腹杆与节点连接采用带半圆过焊孔的焊接构造。为评估钢桁梁全焊桁片腹杆与整体节点焊接细节抗疲劳性能,对其进行有限元数值模拟及疲劳试验研究。根据实际焊接细节结构特点,基于应力场相似原则完成试验模型设计。利用ANSYS建立实桥结构及试验模型的有限元模型,对应力分布状态及应力集中系数进行比较分析。采用3组9个试件,完成不同应力幅下钢桁梁全焊桁片腹杆与节点连接构造典型焊接细节的疲劳试验,通过数据拟合得到该焊接细节的S-N曲线。结合其他既有疲劳试验数据及欧洲规范、日本规范对该焊接细节疲劳性能进行评估。结果表明:过焊孔与翼缘焊接部位存在较大的应力集中,对焊接节点的疲劳性能有较大削弱;反复荷载作用下,过焊孔与翼缘板交接焊趾处首先产生疲劳裂纹。     

缓黏结预应力技术研究与应用

本文介绍了缓黏结预应力技术的发展现状,通过缓黏结预应力钢绞线的摩擦损失、黏结锚固性能、缓黏结预应力混凝土梁受弯性能、框架节点滞回曲线和疲劳性能等方面的研究,说明了缓黏结预应力混凝土结构的受力特点,介绍了缓黏结预应力技术在混凝土结构工程中的应用情况,为缓黏结预应力技术研究和应用提供参考。     

铁路钢桥整体节点双轴疲劳试验研究

依据铁路钢桥整体节点处次应力的形成和分布状态,设计次应力疲劳试件。利用双轴疲劳试验研究次应力对疲劳寿命的影响,同时进行有限元法对比分析。试验和理论分析结果表明,叠加次应力后的疲劳起裂寿命明显短于没有叠加次应力的疲劳起裂寿命,说明次应力对疲劳强度的影响不能被忽略。计算分析还发现,将次应力与轴向应力等同进行疲劳检算不恰当,将次应力全部当成轴向应力考虑的设计过于保守。     

复合轨枕无砟轨道疲劳试验研究

复合轨枕无砟轨道是一种新型轨枕无砟轨道结构,通过开展复合轨枕无砟轨道疲劳试验研究其疲劳性能。试验建立复合轨枕无砟轨道实尺模型并对其施加300万次疲劳荷载,观察轨道各部件在疲劳加载前后的伤损情况,测试疲劳加载前后钢轨、复合轨枕、道床板相对位移变化、轨距变化和道床板受力变化。试验结果发现:无砟轨道及其各部件在疲劳试验中均未出现疲劳损伤;轨道结构部件位移在加载前期略有波动,后逐渐减小并趋于稳定,道床板受力满足规范要求。研究结果表明:复合轨枕无砟轨道具有一定耐久性,为其进一步推广和应用奠定了基础。     

钢桁结合梁整体节点及细节构造设计与研究

研究目的:(1) 研究确定腹杆与节点板间合理的连接方式,使腹杆与节点板间传力简捷明确,腹杆端部应力分布均匀,提高腹杆抗疲劳性能;(2) 研究确定横梁与弦杆间合理的连接方式,使横梁上翼缘接头构造满足结构疲劳性能要求,避免与之连接的下弦杆竖板发生层状撕裂破坏;(3) 研究确定钢桁结合梁桥整体节点细节构造,使受力复杂的整体节点传力简捷明确,避免应力集中,改善结构疲劳性能.研究结论:(1) 腹杆与节点板间采用全截面拼接,腹杆应力分布均匀,节点刚度大,杆件抗疲劳性能好.(2) 横梁上翼缘接头板与弦杆间采用大弧过渡及熔透焊缝,焊缝质量等级要求为Ⅰ级,焊缝端部要求打磨锤击处理,可满足此处焊接疲劳性能要求.弦杆与横梁相交处,弦杆竖板突出30 mm并采用Q370qE-Z25钢材,可避免此处弦杆竖板发生层状撕裂.(3) 在整体节点及其它钢结构设计细节中,贯彻大弧、缓坡、打磨、锤击等防裂、防断措施.可有效提高整体节点和其它细节构造的疲劳性能,满足结构抗疲劳性能要求.     

扣压力对重载线路扣件系统试验的影响

以某新型重载扣件系统为对象,分析紧固扭矩和弹条扣压力之间的力学关系,根据紧固扭矩计算扣压力值,并在不同扣压力条件下实施节点刚度和强化疲劳对比试验,来研究扣压力对节点刚度和疲劳性能的影响,同时对技术条件中的三点接触组装方法所带来的试验误差问题进行深入探讨。最后针对扣件系统试验,提出合理的组装建议,以保证试验数据的可靠性,减少试验误差。     

疲劳荷载后钢管混凝土界面黏结性能试验研究

对7根圆钢管混凝土试件先后进行疲劳试验和推出试验,得到荷载-滑移曲线和黏结破坏荷载,研究疲劳循环次数和应力比对钢管混凝土界面黏结性能的影响。用黏结强度和割线模量定义了黏结界面损伤变量,探讨疲劳荷载与损伤变量的关系。研究结果表明,疲劳循环次数和应力比对界面黏结性能有显著影响,导致承载力大幅度下降,且出现异常变化,对结构安全造成危害;通过黏结强度-滑移曲线的割线模量定义黏结界面的损伤变量,可以很好地描述疲劳荷载与损伤变量的关系。     

一种多轴载荷下橡胶弹性元件疲劳寿命预测方法的研究

结合一款牵引拉杆节点的疲劳破坏问题,提出了一种基于Abaqus+Endurica平台下的橡胶多轴疲劳寿命预测方法,通过该疲劳仿真模拟技术,实现了对橡胶弹性元件疲劳寿命预测的目的。这一预测方法为类似弹性元件的疲劳评估提供了一种新的思路。     

加载波形对LZ50车轴钢疲劳裂纹扩展行为的影响

在三角波、正弦波、方波3种加载波形下对LZ50车轴钢紧凑拉伸试样开展疲劳裂纹扩展试验,采用扫描电镜观察断口形貌,并结合试验数据分析加载波形对裂纹尺寸增量和扩展速率的影响。结果显示:加载频率较高时,疲劳裂纹扩展行为对波形的敏感性较低,断口形貌基本相同;加载频率较低时,波形对疲劳裂纹扩展行为的影响增大,断口形貌出现差异;稳态扩展区以疲劳条带为主要扩展机制,三角波加载下的疲劳条带间距明显小于其他2种波形,其失稳扩展区形貌以韧窝为主,且韧窝较其他2种波形下的小且浅。同时,基于LS-DYNA软件和节点位移外推法对CT试样在3种加载波形下的应力强度因子进行计算和分析。结果表明:仿真分析波形对疲劳裂纹扩展的影响机制与试验结果基本一致。     

工型钢梁疲劳性能计算机模拟分析

对于任何一种新的疲劳细节，在设计前必须进行疲劳试验，以获取疲劳设计参数，但由于疲劳试验的经费的限制,一般只能选择一些具有代表性的情况，按实物模拟加工成试件进行试验，得出试件的试验数据和疲劳损伤行为，它可以揭示存在的问题但无法全面的分析各种可能的情况，也无法证明各种改进措施的效果，本文首先采用计算机软件ANSYS，ANSYS－SAFE进行疲劳寿命分析，对秦沈线试验模型梁对接断面中的挖孔尺寸，孔径处表面加工状态两个问题予以研究，从不同角度进行了详细的分析，取得了满意的结果，这样通过疲劳仿真计算，在设计阶段就可以判断构造细节疲劳寿命的薄弱位置，快速比较各种不同的疲劳细节的优缺点，从而可通过修改设计避免不合理的寿命分析，因此，疲劳仿真可以节约资金，缩短时间，提高竞争力，在今后的焊接构造细节中将得到广泛的推广。