机车车轴疲劳问题分析与对策

通过对机车车轴常见故障及车轴的疲劳问题进行探讨,对车轴的疲劳裂纹、疲劳强度进行分析,提出了在机车车轴设计,材料、工艺选择以及运用维护中应采取的对策。     

考虑疲劳损伤约束的车辆焊接结构轻量化设计

针对车辆焊接结构轻量化与疲劳寿命问题,提出考虑焊缝疲劳损伤约束的轻量化设计方法.采用国际焊接学会(IIW)的焊接接头与部件的疲劳设计评估标准,基于迈纳尔损伤累积理论,预测焊缝的疲劳累积损伤;以结构质量最小为目标,在应力、位移等常规约束基础上,加入焊缝疲劳累积损伤约束,建立了车辆焊接结构的轻量化模型.研究基于有限元分析的结构轻量化优化设计策略,采用试验设计方法对设计空间合理抽样,以样本数据建立近似响应模型,采用数值优化算法寻优,提高复杂工程问题优化计算的效率.利用该方法对某焊接构架进行了考虑焊缝疲劳损伤约束的轻量化设计,采用均匀设计法对14个设计变量进行50次试验,以样本数据及响应值建立径向基神经网络近似模型,采用序列二次规划算法进行优化设计,质量减轻12.5%.对实例的计算证明该方法的可行性与实用性.     

Sensitivity analysis of the probabilistic damage stability regulations for RoPax vessels

In the light of the newly developed harmonised probabilistic damage stability regulations, set to come into force in 2009, this article presents a systematic and thorough analysis of the sensitivity of the Attained Subdivision Index with reference to a wide range of related design parameters. The sensitivity of the probabilistic regulations was investigated for a typical large RoPax vessel, with variation of parameters, such as the number, positioning and local optimisation of transverse bulkheads; the presence and position of longitudinal bulkheads below the main vehicle deck; the presence of side casings; and the height of the main deck and double bottom. The effects of water on deck and of operational parameters (draught, centre of gravity and trim) were also investigated. The results of the study, presented in graphical form, can provide valuable assistance to the designer when determining subdivision characteristics at the very early stage of the design process, resulting in optimal, efficient and safe ships.     

既有线车辆用车轴轮座上裂纹扩展性评价

介绍在既有线车辆轮座部位加工深度不等的人工伤痕,实施疲劳试验,并进行裂纹扩展性评价的结果.     

灌浆技术处治旧水泥砼路面病害的研究

水泥砼路面接缝较多，受超载影响较大，易发生脱空、唧泥、裂缝等早期病害，从而导致路面的破损。因此，搞好水泥砼路面的养护，治理与预防脱空、唧泥等病害，延长公路的使用寿命并改善其通行能力，具有十分重要的意义。     

抗冰海洋平台的全寿命优化设计I-理论与模型

文章基于投资—效益准则,建立了抗冰平台全寿命总费用最小的优化设计模型;考虑了多种类型的性能要求(结构、设备、人员),并建立了相关判据;提出了包括结构的初始费用、维修费用和期望损失费用的冰区海洋平台全寿命总费用评估模型;提出了平台结构主要功能的确定及描述方法、相应的功能失效损失值估计模型。     

正交异性钢桥面板典型疲劳细节变形与裂纹尖端应力分析

为了解车轮荷载作用对正交异性钢桥面板典型疲劳细节的影响,以长门特大桥为背景,采用有限元法建立正交异性钢桥面板节段模型及易开裂部位的子模型,分析在不同横向荷载分布下3处典型疲劳细节受力及面内外变形,得到各细节最不利加载位置。对最不利位置进行加载,分析疲劳裂纹尖端应力强度因子变化规律,研究不同疲劳细节裂纹类型及扩展能力。结果表明:单轮荷载作用下,横隔板弧形缺口位置会发生面内外变形,顶板-U肋焊根处以面外变形为主,横隔板间的顶板-U肋焊缝焊根位置面外变形最大。在裂纹较短时,随着长度的增加,弧形缺口裂纹从张开型裂纹逐渐转向张开型、滑开型混合裂纹,且横隔板处的顶板-U肋焊根裂纹为复合型裂纹,横隔板间的顶板-U肋焊根裂纹为张开型裂纹。横隔板弧形缺口裂纹和顶板-U肋焊缝焊根裂纹的尖端应力强度因子的最大值,分别出现在裂纹长度为20 mm和40 mm附近,该处裂纹较容易继续扩展。     

橡胶输送带局部损伤的冷粘修补及质量控制

针对输送带各种常见的损伤，对多种修补方式的效果进行对比探讨，提出了切实可行的冷粘修补工艺及冷粘质量控制措施。     

轻型组合桥面弧形缺口应力特征分析及现场试验

为深入研究钢-UHPC （Ultra-high Performance Concrete）轻型桥面组合体系对弧形缺口的应力改善程度，结合一座大跨自锚式悬索桥，针对正交异性钢桥面板（Orthotropic Steel Deck，OSD）结构铺设UHPC层前、后2种情形，选择3种不同弧形缺口形式，分别建立空间实体有限元分析模型，并采用简化加载、响应面加载2种方式进行分析，由此获得了弧形缺口应力、变形分布规律与车辆轴载位置之间的关系，揭示了弧形缺口出现峰值拉、压应力的原因。以此为基础，采用三轴加载车分别在铺设UHPC层前、后进行现场跑车试验，采集了弧形缺口多个关注点在不同横向加载位置的应力响应曲线，获得了各点的应力极值，并与有限元结果进行了对比分析。研究结果表明：铺设UHPC前、后弧形缺口关注点应力特征随荷载分布规律基本相同，面内应力为主、面外应力较小，拉应力主要由荷载偏载产生、加载区域长，而压应力主要由荷载直接作用于弧形缺口顶部产生，且加载区域短；采用传统简化加载方式难以获得弧形缺口处准确的拉应力峰值，并可能导致应力幅偏小，并由此提出了合理的加载方式；本桥五段线弧形缺口形式受力相对较好；铺设UHPC层能有效减少弧形缺口应力峰值，并在一定程度上缓解疲劳问题，是OSD结构提高疲劳性能的一种有效方案。     

弹振对超大型集装箱船疲劳强度的影响

超大型集装箱船在波浪激励下产生的弹振响应使得其疲劳强度问题十分突出。基于三维水弹性理论,结合有限元分析方法计算分析目标船典型节点的应力响应特性。采用双峰谱密度函数的疲劳损伤谱分析理论评估目标船的疲劳强度,通过与刚体理论下的计算结果相对比来分析弹振对目标船的影响。研究结果表明,相比于刚体理论计算结果,考虑弹振效应时目标船的疲劳寿命会极大地降低,甚至可达50%以上。