薄板点焊预压时接触压力的有限元分析

对薄板结构点焊预压阶段进行了弹塑性有限元分析，得到了在锥端和球端两种电极作用下工件-工件界面和电极一工件界面的接触压力分布及工件变形情况：计算结果表明，工件在焊点附近的局部变形符合圣维南原理，但在多焊点柔性大结构的分析中应考虑局部变形的累积效应。预压阶段的分析结果有助于确定后续瞬态多耦合场分析时的初始条件.     

隧底与围岩接触面积对接触压力影响的有限元分析

隧底脱空将影响隧底围岩与仰拱之间的接触压力大小与分布，而列车轴重的增加将放大这种影响。为获得重载条件下隧底结构与围岩之间的接触压力受接触面积影响的因素与作用规律，运用数值模拟对隧底不同接触面积下的接触压力进行计算分析。结果表明:围岩级别、隧底和围岩接触面积的大小对隧底接触压力影响显著。表现为:围岩级别越高、列车轴重越大，隧底脱空对接触压力的影响越显著；接触压力与脱空率之间呈近似线性相关；在脱空率相同时，脱空位置离拱底越近，接触压力越大，其最大、最小值分别出现在拱底以及仰拱与拱脚连接处。     

锥形件冷挤压变形过程的模拟和实验

通过刚塑性有限元分析和密栅云纹实验，揭示了锥形件冷挤压时的金属流动规律，应用场、应变场、工件接触面上的正压应力分布，挤压力的变化规律，以及挤压件的内部显微分布。实验结果表明，模拟过程和结果是可信的，与实验结果比较吻合。     

一种新的适合于铝合金点焊的电流控制法

在分析铝合金点焊过程中电极烧损与飞溅机理的基础上，提出了一种新的电流控制法，在这种控制法中电流分为焊接状态稳定化脉冲和焊接脉冲，前是几个不连续的小幅值电流脉冲，主要是使表面接触均匀化，接触电阻稳定在一个较小值，后的作用是加热工件，形成熔核，试验表明，该控制法可以有效地减少飞溅的发生，使电极的烧损变慢，变均匀，在连续点焊中还可以提高焊点质量的稳定性并降低对工件表面处理质量的要求。     

无飞溅电阻点焊用复合电极的研究

通过分析电阻点焊熔核飞溅和翘曲变形产生的机理,设计了一种具有防止飞溅和减少翘曲变形的复合电极.通过在不同焊接电流和电极压力下点焊镀锌钢板和铝合金板的工艺试验,分析了复合电极在防止熔核飞溅和焊接接头翘曲变形方面起到的作用.与普通电极的对比试验结果表明,在点焊电极端部设置一个增强护套可有效抑制点焊过程中出现的飞溅现象,并可显著减小工件表面的压痕深度及翘曲变形量.     

点焊工艺参数与质量的智能化管控探索

点焊,是指焊接时利用柱状电极,在两块搭接工件接触面之间形成焊点的焊接方法。它是电阻焊的一种,主要用于薄板结构及钢筋等的焊接。本方案能够实现点焊工艺参数从研发端到设备端的在线管控和点焊质量的预测,以降低人力物力耗费较大的问题,同时提高焊接质量并降低成本。本文介绍了点焊工艺参数与质量的智能化管控思路、系统架构、工艺控制流程、主要功能等。     

子午线轮胎静态接触有限元分析及试验研究

对子午线轮胎195／60R14进行了三维非线性有限元分析及试验研究。在有限元模型中考虑了轮胎的几何非线性、材料非线性、轮胎与轮辋过盈配合以及轮胎接触非线性。得出了轮胎与地面接触过程中轮胎的变形情况、接触压力分布、载荷-变形关系等结果。采用连续加载、卸载方式，开展了轮胎准静态负荷试验。实时记录了试验中轮胎受力与变形关系，并采用压力敏感膜测量了轮胎接地区域内的压力分布状况。计算结果和试验结果符合较好。     

层间界面条件对半刚性等级公路结构性能的影响

层间界面接触条件不良是导致半刚性等级公路产生早期病害的重要原因。采用ABAQUS有限元软件,依据道路层间破坏的类型,对考虑层间接触条件的典型等级公路的接触非线性力学特性进行了分析,研究了不良层间接触面位置和层间接触状态变化对等级公路结构性能的影响。分析表明,不良层间接触面上方结构层的最大拉应力对层间接触状态的变化更敏感;不良层间接触面位置不同时,在层间界面处产生的拉应力突变量差别较大,当下面层与基层接触不良时,拉应力突变量最大。     

考虑层间状态的沥青路面动力响应有限元分析

利用有限元软件ABAQUS,建立了考虑轮胎-路面不均匀接触压力分布的半刚性基层沥青路面结构动力响应分析三维有限元模型,并就不同面层-基层层间接触状态对沥青面层结构响应的影响进行了分析。结果表明,不同层间接触状态下,沥青层底应变响应时程曲线的形态一致,但完全连续和非连续状态下应变响应峰值相差较大;实际使用过程中,随着沥青路面面层-基层层间接触状态的衰变,层底弯拉应变会显著增大,易导致面层层底的疲劳开裂。     

基于压力胶片技术的沥青面层层间应力分布研究

为研究沥青面层的层间应力传递,采用压力胶片测量技术测量堆叠AC-13沥青混合料马歇尔试件静载压力试验下的受力情况,并分析接触面积、压力分布和应力集中状态。结果表明:压力胶片技术能够很好地反映在竖向荷载下两堆叠马歇尔试件间的相对接触状态;采用LLW胶片时最佳负荷为100 N,试件间传递荷载接触面积约为横截面积的2.13%,接触面平均压强为0.62 MPa,压力的折减系数为0.973;采用LW胶片时,最佳负荷为250 N,接触面积约为横截面积的1.32%,接触面平均压强为2.40 MPa,压力折减系数为0.989。压力胶片的量程决定试验的最佳荷载,在最佳荷载的条件下,所测得应力的折减系数与受力面积比相似,并存在显著的应力集中现象。拟合结果表明:沥青面层接触面的应力分布服从正态分布,层间界面处于复杂的应力集中与分布状态。     

载重子午轮胎与路面相互作用的分析

根据全钢载重子午线轮胎12.00R20的实际结构,考虑轮胎的几何非线性、材料非线性、接触非线性以及大变形等力学特性,应用有限元的方法建立轮胎的三维模型,橡胶材料采用Yeoh模型,橡胶-帘线复合材料采用加强筋模型,并通过轮胎径向刚度的测试验证了模型的有效性.在数值模拟中分析了轮胎在一定充气压力时,在不同垂直载荷和牵引速度的作用下,与地面在接触区域的变形情况、应力分布、摩擦应力分布等滚动接触规律.结果表明,轮胎与地面接触应力分布存在明显的非均匀性,轮胎的接地面积和地面总反力随着滚动速度的升高而增大.     

GAC110S关节轴承的动载荷有限元分析

建立斯太尔平衡轴专用的GAC110S关节轴承有限元模型;分析计算轴承分别承受轴向、径向和轴径向复合载荷时,轴承内外圈接触表面的压力分布规律、压力与变形间的关系,以提高轴承的可靠性与安全性。     

城市轨道交通中单趾弹条扣件的弹条强度分析

文中采用有限单元法建立了单趾弹条的实体模型,针对设计工作状态,计算其服役期间的等效应力分布和扣压力水平,并对其中肢约束长度、弹程和弹簧钢半径的特性影响进行了分析.通过分析发现,弹条的最大应力出现在中肢和趾端过渡小圆弧处,值得其生产、安装、运营养护时关注;而在相关的特性影响分析中,弹程影响较大,中肢约束长度和弹簧钢半径的影响较小.     

基于接触非线性的特大吨位球型支座有限元分析

支座是支承和连接桥梁上、下部结构的重要装置.它将上部结构的恒、活载传递给墩台,并根据计算假定适应或者约束上部桥跨结构产生的水平和转角变位.考虑到上部结构为钢桁架结构,球型支座不仅受力巨大且支点受力复杂.将常规放置在上方的球冠衬板倒置,支座水平滑移面从上方移至下方.根据支座结构和桥梁设计支座技术要求,建立支座有限元模型,运用接触分析更精确地对支座进行有限元分析.有限元计算结果表明,支座受力控制构件平面四氟板与曲面四氟板满足设计要求.     

钢波纹管涵洞的薄壳效应

从旋转对称壳基本理论着手,总结发现工程计算法、解析法等均不适用竖向受力的涵洞工程。根据试验数据用有限元法分析了钢波纹管涵洞大应变与小应变问题,得到两者的结果非常接近,完全可以采用小应变方法进行分析。针对工程现场采用的反开槽回填法施工,建立了有限元力学分析模型,采用底面约束所有位移和扭转自由度、管两侧立面施加水平位移约束、顶面施加荷载、其余面自由的边界条件,施加竖向汽车荷载进行分析。结果表明,该模型得到的计算结果和现场实测值拟合良好,说明该法是可行的,所得的结论是可靠的。     

考虑层间接触的钢桥面铺装体系力学特性分析

采用大型通用有限元计算软件ABAQUS建立模型,考虑不同层间接触条件下钢桥面铺装体系,对钢桥面铺装体系的力学特性做进一步的分析,为分析钢桥面铺装结构体系的破坏机理提供相应的依据。     

公铁两用斜拉桥塔梁结合处焊接细节热点应力分析

为了确立热点应力的有效计算方法、获得节点焊缝周围的应力分布规律,以郑州黄河公铁两用钢桁主梁斜拉桥为研究背景,在全桥整体及桥塔与主桁局部结合部位有限元应力分析的基础上,把桥塔焊趾处局部有限元模型作为粗糙模型(原始模型),将中桁上弦顶板与桥塔结合处的焊趾模型从粗糙模型中“萃取”出来,采用外推法计算热点应力集中系数;分析边界条件、网格划分对热点应力集中系数的影响.分析结果表明,边界条件对计算结果影响不明显;网格划分对计算结果影响较大,但网格细化到一定程度以后,由单元划分密度引起的计算结果差异不到0.5％.     

内河深水暗流钢围堰施工关键技术研究

以位于某铁路支线公路的L大桥为研究背景,研究内河深水暗流钢围堰施工关键技术.通过有限元建立该大桥钢围堰模型并设定模型条件,对钢板桩、土层相互作用以及河水水位上涨等展开拟合计算.依据水文地质参数及水流压强,计算钢围堰整体自重、静水压力、水浮力、流水压力等,将结果导入有限元模型,以模拟钢围堰施工过程,并清晰展现其中5种危险施工情况.试验结果表明,平衡前与平衡后土层位移最大值分别是8 736 mm、2 661 mm,该情况符合施工条件;钢围堰Y方向最大位移为76 mm,进行抽水与拆除支撑时位移增大,此时应加强施工安全警惕;钢围堰等效应力随静水压力增大而大幅度增加;钢板桩位移与水位成正比,水位上涨初期钢板桩位移与水位未上涨时相差不大,当水位上涨最高期时,钢板桩承受流水压力增大.