车轮钢TG 380CL的研制与开发

利用通钢FTSR生产线,研究汽车用抗拉强度等级大于380 MPa的车轮钢生产工艺,顺利生产出车轮钢TG380CL。试验表明,产品的各项性能指标达到了380 MPa级别车轮的技术要求。车轮钢TG380CL的研制和开发成功,为今后批量开发生产380 MPa级别车轮钢奠定了基础。     

模数式桥梁伸缩缝疲劳寿命分析与结构优化

为提高伸缩缝结构的强度和疲劳寿命，提出了一种考虑移动车轮荷载的伸缩缝结构动力响应计算方法，该方法同时考虑了车轮的竖向与水平冲击荷载，这些冲击荷载作用在内力影响线分析得到的最不利作用点上。在动力分析基础上，采用包含有效缺口应力、雨流计数和线性累计损伤理论的结构疲劳寿命分析方法，评估了模数式伸缩缝的疲劳寿命。针对伸缩缝结构强度与疲劳寿命的不足，依次提出了4种结构优化方法：①优化焊趾结构，减小应力集中。②增设单中梁支撑肋板，提高局部抗弯刚度。③增设双中梁支撑肋板，均匀提高抗弯刚度。④增设带横向连接的双中梁支撑肋板，同时提高局部抗弯和抗扭刚度。研究结果表明：中梁与横梁的连接焊缝和中梁跨中是典型的双缝模数式伸缩缝的易损位置。中梁与横梁的连接焊缝上的最大Mises应力超过了Q345级钢材的屈服应力，疲劳寿命远小于中国桥梁规范要求的200万次。优化焊趾结构无法满足强度要求；增设单中梁或双中梁支撑肋板能够能使结构满足强度要求，但无法达到规范要求的疲劳寿命；增设带横向连接的双中梁支撑肋板，可以达到强度和疲劳寿命要求。     

TOPEVER防水粘结体系的性能研究

为充分了解TOPEVER防水粘结体系的性能，从拉伸强度、断裂伸长率、低温柔性、200℃高温老化、层间粘结强度以及铺装组合结构的粘结强度等方面，系统研究了材料的力学性能及层间粘结性能，并探讨了体系中MMA防水材料的反应机理。试验结果表明：1)防水材料拉伸强度为15.5 MPa,断裂伸长率为257.7%,200℃高温老化后无流淌、滑落；2)邵氏硬度(邵D)为60.1,防腐层与钢基面的粘结强度为21.53 MPa,防水层与钢基面的粘结强度为8.53 MPa,铺装组合结构的粘结强度为1.74 MPa。结论是TOPEVER防水粘结体系与国外同类型产品相比具有一定优势，可作为钢桥面铺装防水粘结体系的主流选择。     

U肋与横隔板焊接构造细节疲劳强度研究

为研究在车辆荷载反复作用下,正交异性钢桥面板U肋与横隔板焊缝构造细节处的疲劳强度是否满足疲劳设计要求,以九江长江公路大桥钢箱梁结构为研究对象,设计疲劳试样进行疲劳试验,得到了用于该构造细节处疲劳寿命评估的失效概率分别为50%及2.3%的应力幅~循环次数曲线,参照Eurocode 3规范,将疲劳曲线延长至长寿命区,提出适合该细节处的疲劳设计曲线及方程。依据实测车辆荷载谱及简化的有限元模型,选择合理的加载方式与荷载冲击系数,计算得到关注点的应力~时间历程曲线,并评估该构造细节的疲劳寿命。结果表明,在实测荷载谱作用下,该细节处最大应力幅值为24.49MPa,小于疲劳截止限,其疲劳强度满足疲劳设计要求。     

汽车用PA66冷却软管开发

开发了以聚酰胺（PA66）为主体材料的汽车用冷却水管，代替长链尼龙材料（PA12、PA612、PA11等），解决了长链尼龙水管价格昂贵、资源短缺、生产工艺复杂的问题。首先介绍了耐水解柔性PA66材料的开发，通过共混改性加入增韧剂和耐水解剂，有效地提高了PA66材料的韧性和耐水解性，开发的材料性能指标符合使用要求。然后通过常规软管挤出工艺对PA66改性材料进行了软管挤出试制，经过测试，PA66软管的爆破强度>2.6 MPa，长期耐冷却液后爆破强度仍>1.8 MPa，满足整车应用的基本条件。     

EPS钢板切换热轧带钢生产应用技术研究

为了解决目前梁类零部件生产所用热轧带钢存在的氧化皮掉落造成设备停机、污染环境等问题，以EPS钢板的转产切换为主要研究对象，采用试验验证以及现地现物解决问题的方式，分析了热轧带钢氧化皮在辊压过程中掉落的原因，分析了绿色清洁表面处理技术（EPS）钢板表面质量高、零件成形后不需要抛丸的技术优势，提出了EPS材料的技术要求：钢板屈服强度为530～560 MPa，抗拉强度为600～630 MPa，断后伸长率≥22%，同时需要满足冷弯性能要求；经过EPS处理后的表面平均粗糙度Ra≤5.0μm。最终促成了EPS钢板转产切换。     

汽车底盘零部件用非调质冷镦钢开发与应用

采用Thermo-Calc软件进行成分设计，结合连续冷却转变（CCT）曲线制定控温-控轧-控冷工艺。通过降低电炉出钢氧含量、优化炉外精炼软吹工艺、采用保护浇铸措施，可实现热轧盘条A类夹杂物≤1.0级，B类夹杂物≤0.5级，C类夹杂物0级，D类细系夹杂物≤1.0级，Ds夹杂物0级；通过控温-控轧-控冷工艺，可获得铁素体+珠光体组织，抗拉强度≥740 MPa，延伸率≥22%，面缩率≥52%，总脱碳层深≤0.10 mm，晶粒度≥9级，冷顶锻满足1/3不开裂。结果表明：开发的非调质冷镦钢经拉拔后可同时用于制作转向球销、10.9级螺栓以及刹车系统导杆等汽车底盘零部件。     

基于熵权的TOPSIS钢桥面防水黏结材料组合体系优选分析

为合理选择钢桥-沥青混凝土铺装结构防水黏结材料，首先，制作含不同防水黏结材料组合体系的钢板-沥青混凝土复合试件，并在低温（0℃）、常温（25℃）和高温（70℃）环境下分别测试复合试件的拉拔强度（Direct Tensile Strength，DTS）、直剪强度（Direct Shear Strength，DSS）和45°斜剪强度（Skew Shear Strength，SSS）。同时，利用UTM万能试验机测试常温（25℃）状态下复合试件的疲劳寿命。构建包括拉拔强度（DTS）、直剪强度（DSS）、45°斜剪强度（SSS）、疲劳寿命（Fatigue Life，FL）和材料成本（Materials Cost，MC）在内的钢桥面防水黏结材料评价指标体系。利用"信息熵"理论对评价指标的权重进行求解，结合逼近理想解排序（TOPSIS）方法，比较不同防水黏结材料组合体系的综合性能，建立基于熵权-TOPSIS钢桥面防水黏结材料组合体系优选模型，并获取优选结论。最后，通过图像二值化验证优选结论。结果表明：图像二值化分析结果与基于熵权-TOPSIS防水黏结材料组合体系优选模型得出的优选结论一致，验证了熵权-TOPSIS方法在钢桥面防水黏结材料优选设计中的有效性。该模型排除了人为主观因素影响，可为钢桥面防水黏结材料选择提供一种客观有效的方法。     

乘用车助力转向油泵储液罐材料、制备及性能研究

采用红外光谱、差热分析、物理力学试验等设备对乘用车助力转向油泵储液罐所选用原材料的结构、耐热性能和物理力学性能进行了表征及测试。试验结果表明，该产品原料以PA66为基体，耐温度〉250℃，分解温度〉390℃；拉伸强度≥70MPa，弯曲强度≥96MPa，洛氏硬度≥120，熔点264．6℃。经注射、焊接所制备的储液罐，具有良好的耐磨、耐特殊矿物油、耐热、耐冲击等性能。     

某桥正交异性钢桥面板结构受力分析

某桥主梁采用正交异性钢桥面板结构,为研究在轮载作用下,该桥正交异性钢桥面板受力和抗疲劳性能是否满足要求,建立该桥正交异性钢桥面板局部模型,计算轮载作用下其挠度、曲率半径和应力,并结合规范估算构造细节的疲劳强度。结果表明,在轮载作用下,桥面板主要变形区域较小,最大肋间相对挠度为0.28mm,满足限值要求,但最小曲率半径不满足规范规定;在纵向U肋、横隔板与桥面板连接处局部出现较明显的应力集中现象,且横向正应力普遍大于纵向正应力,但应力未超过限值;疲劳寿命最小的连接细节为纵肋与横梁的连接部位和横梁腹板开孔部位,应力幅值分别达77.4 MPa和127.9MPa,疲劳寿命分别为1.8×106和3.4×105次,远小于规范要求;该桥需要通过改变构造以及设计合理的桥面铺装来改善结构受力情况。     

采用QTBM评估硬岩隧道中TBM的性能

挪威NGI的技术顾问Nick Barton开发出一种预测TBM贯入速率（PR）和掘进速率（AR）的新方法。此方法以扩展的Q系统和相对于适当岩体强度的平均滚刀切削力为基础，并考虑了岩体的结构或节理结构的方向以及岩体的抗压强度为荷载（抗拉）强度。利用特隆赫姆大学的滚刀寿命指数（CLI）纳入了岩体的耐磨性和不耐磨性，同时还考虑了岩石应力水平。在可行性研究中可确定QTBM新参数，而且还可以根据隧道施工期间TBM的性能进行反算。     

振动法水泥稳定破碎砾石基层及工程应用研究

采用振动试验方法（VTM）设计水泥稳定破碎砾石（CSG）并进行工程应用。结果表明:破碎砾石的压碎值为10.7%，满足路面基层的使用要求；当水泥剂量为3.5%时，振动法CSG的无侧限抗压强度代表值达到6.9 MPa；比起传统的设计方法，VTM可降低水泥剂量并提高力学强度；工程实践表明，振动法CSG基层的使用效果良好。     

跨座式轻轨PC轨道梁活动钢支座疲劳及寿命有限元分析

通过对活动钢支座的有限元分析，建立支座的三维有限元模型，按照活动支座实际的动荷载按应力寿命准则计算屈服强度、Goodman以及Geber失效因子。计算结果表明，活动支座的疲劳寿命足够，其疲劳强度满足设计要求。     

半挂车主要外购部件轻量化技术研究

半挂车行走机构轻量化能较大幅度降低半挂车的整备质量。现有半挂车车轴、悬挂和板簧等配件整备质量普遍偏重,对半挂车轻蠹化技术影响较大。通过理论研究和试验研究其结构设计、材料性能和零部件强度与寿命,形成轻量化研究的技术路线,可充分保证其轻量化后的安全性、可靠性和经济性。从研究和检验得出,三轴半挂车轻量化车轴和悬挂分别比市场上常用的产品能减重90kg和65kg,6副4片板簧比7片板簧合计减重120kg．采用单宽轮胎营代双胎能减重774．6kg,铝合金轮辋（均使用双轮胎）比钢轮辋减重550kg。整个行走机构轻量化后将减重1600kg。由此可见,研究半挂车主要外购部件轻量化技术具有重要的意义。     

30CrMo钢制轻量化乘用车稳定杆开发

以某乘用车实心稳定杆为开发目标,从材料选型、结构优化、工艺设计、性能仿真及验证方面研究和开发轻量化空心稳定杆,研究表明：选用的30CrMo结构钢拥有较好的强度和韧性匹配;基于稳定杆开发目标,通过优化直径、截面参数,降低局部应力,提升空心杆的刚度和疲劳寿命,通过仿真与性能验证,与实心稳定杆比,空心稳定杆刚度下降11%,疲劳寿命下降10.2%,在满足设计要求的前提下质量降低37%,达到轻量化开发目标。     

波形钢腹板矮塔斜拉桥施工阶段稳定性分析

波形钢腹板矮塔斜拉桥以其新颖的结构形式、优良的受力特性、较好的材料利用效率,修建数量日益增多,因其多采用薄壁钢腹板和刚构薄壁高墩的结构形式,使得对该类桥型施工过程中稳定性问题的研究就显得尤为重要。研究方法:利用ANSYS有限元软件建立朝阳沟波形钢腹板矮塔斜拉桥空间块体+板壳组合单元精细计算模型,计算纯剪切荷载作用下钢腹板的失稳模态;选取施工关键阶段,计算悬臂施工状态的弹性稳定性;考虑材料非线性、几何非线性和混凝土材料的开裂和压碎特性,计算悬臂施工状态非线性稳定性。结果表明:波形钢腹板构造按弹性屈曲强度公式计算最小值为348.3 MPa(合成剪切屈曲),有限元方法计算的剪切屈曲最小值为517.9 MPa,均大于材料剪切屈服强度199 MPa,结构承载力按剪切屈服强度控制;矮塔斜拉桥拉索的弹性支撑作用,增强了波形钢腹板稳定性,施工中主要是主墩的平面内侧倾失稳,不会出现波形钢腹板的失稳情况;考虑材料非线性和几何非线性求得悬臂施工阶段的非线性稳定系数仅为弹性稳定系数的41%～34%,悬臂越长,非线性效应对稳定性的影响越突出;施工荷载对悬臂施工状态的稳定性影响很大,最不利工况下结构的非线性稳定系数为5.13,结构稳定性仍满足规范要求。     

某黄河大桥主桥上部结构有限元静力分析

以某黄河大桥主桥(70 m+11×120 m+70 m波形钢腹板PC组合多跨连续箱梁桥)为背景,按合龙、张拉体外预应力钢束、施加二期恒载、施加活载等施工及营运流程,进行波形钢腹板预应力混凝土组合桥梁的上部结构顶底板混凝土应力、波形钢腹板应力及结构刚度(挠度)的有限元静力分析,验算其是否符合现行规范要求.结果表明,波形钢腹板的钢板厚度可以满足要求;墩顶处顶板不满足抗裂要求.正常使用极限状态下箱梁波形钢腹板竖向剪应力满足规范限值,但安全系数不高;波形钢腹板屈曲验算得到的剪切屈服强度为31 MPa,安全系数很大.     

改性树脂抗滑层在中山光明桥钢桥面抗滑改造中的应用

介绍了改性树脂抗滑层（MRS）在中山光明桥钢桥面抗滑改造中的应用，并对改性树脂抗滑层的高温稳定性、水稳定性、粘结性能、路用性能及其对桥梁恒载的影响进行了研究。结果表明，MRS具备优良的高温稳定性、水稳定性、粘结性能，大幅提高了原路面的抗滑性能并具有防水防腐作用，完全满足恒载要求；改性树脂抗滑层在70℃、0.9MPa条件下的动稳定度达到25245次／mm，残留稳定度达到95.4％，对钢面的粘结强度达到4.4MPa桥面干燥和潮湿状态下的摩擦系数由改造前的60、36提高到97和86，且面层的渗水率为零；加铺后恒载增加4.9t，拉索安全系数为5.28，符合规范要求。     

明珠湾大桥主桥正交异性钢桥面板疲劳性能及寿命评估

为保证广州明珠湾大桥主桥疲劳性能及寿命满足要求，根据该桥正交异性钢桥面板设计尺寸和构造，采用与施工现场相同焊接条件，制作8个足尺单U肋模型并进行疲劳试验，确定桥面板的疲劳破坏关注点及其疲劳寿命曲线；建立桥面板有限元模型，分析实际车辆荷载作用下桥面板的疲劳力学性能，并根据名义应力法确定该桥钢桥面板的疲劳寿命。结果表明：桥面板U肋与顶板焊接位置、U肋与横隔板围焊位置为疲劳易损部位，循环次数为5×10⁶次时，两处常幅疲劳极限分别为42.04 MPa和60.30 MPa;桥面板U肋与顶板焊接位置最大应力幅为14.02 MPa,小于常幅疲劳极限，可不考虑疲劳寿命；U肋与横隔板围焊位置最大应力幅为64.73 MPa,大于常幅疲劳极限，桥面板疲劳寿命为158年，满足大桥设计基准期100年的要求。     

唐钢开发中厚板材车轮出用钢380CL

近日，河北钢铁集团唐钢中厚板公司成功开发中厚板材汽车车轮用钢380CL，完全满足用户要求，性能稳定。 目前国内广泛使用330CL、380CL两个级别车轮钢，而使用380CL较高强度级别的钢材可降低生产成本、减轻车体自重、降低能耗，需求量逐年提高，产品附加值高，拥有广阔的市场前景。380CL的试制开发难度较大，车轮旋压、正反向延伸等复杂的加工过程要求板材性能波动性要小，塑性良好，且材质洁净度要高。