残余压应力对车轴表面裂纹扩展的仿真研究

为了研究残余压应力对裂纹扩展的影响,通过子程序引入初始残余压应力,利用裂纹扩展仿真技术XFEM与VCCT相结合的方法进行裂纹扩展仿真计算,证实了残余压应力对裂纹扩展有显著的抑制作用;基于Zencrack仿真软件,结合S38C材质车轴试验得到的裂纹扩展参数,预测了CRH2型动车组用S38C材质车轴裂纹扩展寿命,并提出了车轴裂纹检测周期建议。     

改变残余应力分布状态提高金属零件的可靠性

金属零件残余应力的大小和分布状态，对其疲劳寿命，尺寸稳定性影响很大。选用恰当的材料，采用合理的热处理工艺（表面感应淬火，整体加热淬火）和机械的强化处理措施（强化喷丸，振动时效），可以使零件表层产生很高的残余压应力，亦可以使零件残余内应力峰值大幅度下降，均化内应力分析，提高零件刚度。从而可制造成功高疲劳寿命和高尺寸稳定性的机车零件。     

钢轨轨底残余应力限定值的研究

热轧钢轨中轨底残余拉应力的存在对钢轨性能有很大的影响，因而对轨底最大残余应力加以限定是非常必要的。通过对国产不同轨型、不同钢种和不同钢厂生产的钢轨残余应力分布状况的测定和分析，以及参考国外钢轨相关标准，建议目前国产钢轨轨底残余拉应力限定值最好小于200MPa。     

焊接残余应力对对接接头疲劳裂纹扩展的影响

为提供一种考虑焊接残余应力重分布效应的疲劳裂纹扩展数值模拟方法,并以此研究焊接残余应力对对接接头疲劳裂纹扩展的影响,采用热弹塑性有限元法计算焊接残余应力,再基于计算机图形学与等参元逆变换提出应力映射技术,并借助该技术将计算的应力映射到疲劳裂纹扩展分析模型.采用NASGRO方程,考虑焊接残余应力的重分布效应,研究焊接残余应力对疲劳寿命的影响.研究结果表明:1)即使是很小的焊接残余拉应力也可能对材料疲劳寿命造成显著的降低.相反,很小的焊接残余压应力也可能显著地提高材料的疲劳寿命,本算例不到10％材料屈服强度的焊接残余拉/压应力,将疲劳寿命降低了/提高了25％/75％以上;2)焊接残余拉应力对疲劳寿命的影响随着应力的增大而增大,但增大的比例随着应力值的增大而显著减小;3)残余压应力对疲劳寿命的影响程度要比同值的拉应力影响大.此外,根据研究结果还给出了一些降低焊接残余应力不利影响及提高材料疲劳性能的工程建议.     

焊前喷砂和焊后热处理对焊接残余应力的影响

用钻盲孔法,研究了转向架用低合金结构钢对接焊试板焊接残余应力的分布、焊前喷砂处理和焊后热处理对焊接残余应力松弛的影响.结果表明,在焊缝区及热影响区存在高焊接残余拉应力,且纵向应力远大于横向应力;焊前喷砂处理能使母材表面形成较大的残余压应力;焊后热处理能够显著降低焊接残余应力,纵向残余应力σx松弛率基本在75%～97%之...     

基于表面外推的热点应力法平板焊趾疲劳分析研究

针对传统名义应力整体法在焊接板结构疲劳分析应用中的实际困难,全面介绍和分析应用于海洋结构工程领域的基于表面外推的热点应力局部法.对热点应力法基本原理、热点应力表面外推确定技术、热点局部区域有限元建模原则、应力梯度影响热点应力修正、多轴应力疲劳考虑及热点应力S-N曲线选用等内容进行详细论述,总结出基于表面外推的热点应力局部法在实际工程各环节的合理实施方式及适用的设计数据,并明确了其局限性.由于板梁焊接结构的相似性,故认为广泛应用于海洋结构工程中基于表面外推的热点应力疲劳分析方法在铁道行业桥梁、机车车辆等领域有参考和借鉴价值.     

φ5mm碳素钢丝的疲劳性能

根据预应力混凝土碳紊钢丝的承载特点，测定了固定最小循环应力下应力范围对疲劳寿命的关系曲线。对疲劳强度的统计特性进行了分析，并验证了Miner法则。作者通过三种不同强度级别碳紊钢丝疲劳性能的比较，得出一些重要结论，这对选用以承受疲劳载荷为主的预应力混凝土的钢丝强度级别具有指导意义。此外，还通过扫描电镜对钢丝断口进行了分析，并对钢丝的裂纹萌生、扩展、断裂韧度及疲劳机理进行了探讨。     

提高铁路车轴疲劳性能的表面强化处理技术

文章介绍曰前国内外多种提高铁路车轴疲劳性能表面强化处理方法的特点及应用情况,并将近几年来发展迅速、并具有很大推广价值的超声冲击强化处理方法应用到铁路车轴的表面强化处理上,以期提高车轴使用寿命。通过对LZ50车轴钢进行超声冲击强化处理,在LZ50车轴钢表面上获得一层塑形变形层,在表面硬度提高的同时,表面粗糙度值降低,且存在有较高的残余压应力。而这些特性均将有利于提高车轴的疲劳性能。     

基于结构应力法的焊缝错边疲劳性能分析

为了研究焊缝错边程度及相关错边处理方法对焊接件疲劳性能的影响,选用常见的对接焊试件作为研究对象,基于结构应力法,采用有限元软件ABAQUS分别计算试件在拉伸荷载、弯曲荷载和拉-弯组合荷载作用下的应力集中系数和疲劳寿命,分析错边程度、堆焊坡度、焊缝余高、焊趾半径等参数对疲劳性能的影响规律.研究结果表明:焊缝错边对拉伸荷载...