预防非工作边表面裂纹的直尖轨倒圆弧半径取值研究

针对高速道岔直尖轨非工作边表面出现纵向裂纹的问题,通过建立车辆道岔多体动力学模型和三维弹塑性轮轨接触有限元模型,分析倒圆弧半径对直尖轨等效应力及其作用位置的影响。结果表明:尖轨顶宽30mm到顶宽40mm断面间易发生非工作边表面裂纹,其中顶宽35mm断面的受力状态最为不利;倒圆弧半径取值越大,对尖轨降低值的影响越大,为降低对车辆轨道动力性能的影响,在相同条件下,应尽可能选择较小半径的倒圆弧;直尖轨倒圆弧能够有效降低内部的等效应力,并能增大应力作用位置到非工作边的距离;综合考虑直尖轨降低值和受力状态,倒圆弧半径取3mm时优于其他半径取值。     

季节性冻土地区铁路路基冻结深度变化规律研究

对哈齐(哈尔滨—齐齐哈尔)客运专线DK221+150断面温度场进行实测,并对该断面温度场进行了二维有限元分析,研究季节性冻土地区铁路路基冻结深度变化规律及其影响因素,并拟合出冻结深度与热通量及持续冻结时间的函数关系。结果表明:该地区铁路路基最大冻结深度约0.3 m;路基冻结深度主要取决于浅层土体的热通量及持续冻结时间;当表层热通量降低至某一临界值后,土体冻结深度不再发展,冻土厚度开始逐步减少;冻结深度与热通量、持续冻结时间呈线性关系,随着冻结状态时间的延长,热通量的敏感性下降,持续冻结时间敏感性上升。     

大跨度钢箱梁斜拉桥中跨合龙关键技术

以4座主跨超过400 m的钢箱梁斜拉桥中跨合龙控制为背景,对大跨度钢箱梁斜拉桥中跨合龙的2种方法进行对比分析,对合龙各主要工序的关键技术进行研究。提出了合龙段配切长度的计算公式和合龙口宽度连续观测的测点布置方式。建议:在调整好合龙口姿态后可不加压重,也可不采用临时劲性骨架锁定;采用无线采集设备采集合龙口结构的温度场,用激光测距仪测量合龙口宽度以提高观测效率和安全性;在悬臂施工阶段关注梁长累计误差并通过调整后续梁段的制造长度消除之。     

兰州地铁地温分布特性及其演化规律

以兰州地铁所在地区为研究对象,实测地铁隧道开挖前的地温(简称为初始地温),根据实测数据,提出地铁初始地温预测模型公式。采用非稳态传热的数值模型,分析运营条件下地铁隧道围岩温度的演化规律。结果表明:兰州地铁初始地温随环境气温和埋深的变化而变化;年变温层位于自地表至埋深12m处;年恒温层位于埋深12m及其以下,温度为15℃左右;年变温层中,1年内初始地温变化规律与环境气温变化规律相似,近似呈正弦曲线状分布,但存在相位滞后的现象;1年中初始地温的振幅随埋深的增大呈指数下降趋势。在隧道内空气与围岩之间热交换中,兰州地铁隧道围岩的温度及其梯度、热透厚度(未达到极限时)均与隧道内环境温度、热交换时间成正相关关系,但与距隧道内壁的距离成负相关关系。     

盾构隧道始发与到达段环间纵向压力空间分布规律研究

现场实测数据表明,盾构隧道始发与到达段各断面纵向压力较小,可能导致环缝漏水。为解决此问题,通过求解描述隧道变形特征的微分方程,获得隧道始发与到达段纵向力的分布规律;并以此为依据,提出纵向拉结构件的设计方法。研究结果表明： 1)在不采用拉结措施的情况下,进出洞口附近纵向力最小,接近于0; 2)距离洞口越远的断面,其纵向力越大; 3)采用纵向拉结措施可以有效地增大始发与到达段断面纵向力。在对纵向拉结构件进行设计时,其最小横截面积由隧道刚度和环缝止水垫闭合压力决定,其最小长度由隧道和地层之间的切向黏结刚度决定。     

TLA/SBR复合改性沥青性能试验研究

为了改善特立尼达湖沥青(简称TLA)改性沥青低温抗裂性,提出用丁苯橡胶(SBR)对其改性,期望综合两种改性剂的优点。对不同掺量的TLA与SBR复合改性沥青进行了常规试验(针入度、软化点、延度、旋转粘度)、DSR试验、BBR试验,并测试了短期老化与长期老化后的残留针入度比,研究TLA与SBR掺量对高、低温性以及抗老化性能的影响。研究结果表明:①掺入SBR与TLA均能改善沥青的高温抗变形能力和感温性,对比TLA,SBR对沥青高温性能的改善效果更显著;②TLA对复合改性沥青的低温性能有不利影响,但掺入SBR可以抵消这种不利影响;③掺加5%~20%的TLA能改善复合改性沥青的抗老化性能,在此TLA掺量下,SBR也能改善沥青的抗老化性能。④综合高、低温性能和老化性能的表现,最佳掺量为20%的TLA+3%的SBR。     

A design method of tensile triangles and low transformation temperature weld metal for reduction of stress concentration and residual stress of welded joints

Stress concentration and residual stress have a significant influence on fatigue life of welded joints. In order to reduce the stress concentration of welded joints, a mathematical design method of tensile triangles (MTT) based on bionics was applied to weld shape design. Accordingly, the stress concentration of various weld beads in the corner boxing welded joint and the fillet welded T-joint was dissected using our in-house FEM software JWRIAN. It was found that there existed a large stress concentration in the conventional welded joints, whereas those welded joints with elongated weld bead were accompanied by a lower stress concentration, especially for elongated weld bead with MTT design. Furthermore, among the weld shapes of the corner boxing fillet welded joint, the rectangle shape of weld bead had the minimum stress concentration factor (1.05). For the fillet welded T-joint with MTT design, the stress concentration of weld toe decreased dramatically with the increase of the index of designed shape, but there was a minor difference of stress concentration at weld root between the weld beads with MTT design. In addition, application of low transformation temperature (LTT) weld metal utilizing martensitic transformation to the fillet welded T-joints can produce compressive residual stress at weld toe.     

载重38 800 t散货船推进轴系轴承布置设计

通过有限元分析,选取Workbench作为平台,采用MOGA优化算法分别对尾管轴承和中间轴承的长度和布置位置进行敏感度分析,得到轴系设计过程中各参数的不同敏感度,同时计算轴承布置位置和长度与轴系最大应力关系,得到船舶轴系的最佳优化设计方案。     

深海耐压舱室寿命估算

耐压舱室在深海中下潜一定深度和收回过程中,受到的水压可以简化为底周期循环应力。在该循环应力作用下,根据断裂力学理论和结构损伤-安全设计原理,以临界裂纹尺寸的设计方法结合具体工程应用案例计算设备寿命,得出在一定初始裂纹深度和长度下设备的理论使用次数。采用计算机程序实现迭代计算。此应用案例在疲劳的可靠性计算中具有一定的工程指导意义。     

西南某机场水泥混凝土道面板应力计算分析

为了对西南某机场水泥混凝土道面板进行应力分析,通过现场钻芯取样和劈裂实验得出劈裂强度值和基层顶面反应模量。应用ANSYS软件建立三维有限元模型,计算不同飞机荷载作用下的板边应力。由应力折减系数得出板边计算应力,判断道面能够运行的最大飞机重量。比较板边自由与不自由两种状态下道面产生的应力和位移,发现高温作用下道面的受力变化与低温状态下不同,对机场道面在夏季和冬季运行时提出建议。