内轴颈高铁车轴结构设计与强度分析方法

针对高速列车的轻量化设计需求,分析了内轴颈高铁车轴独特的内支承结构与承载特点,建立了内轴颈高铁车轴受力状态和结构强度理论分析模型,提出了内轴颈高铁车轴设计极限载荷和疲劳强度的解析计算方法;在此基础上,制定了基于理论分析、有限元方法和车辆系统动力学的内轴颈高铁车轴结构设计方法,并以17 t轴重的内轴颈高铁车轴为例开展了应用研究;基于内轴颈高铁车轴受力状态的理论分析结果,确定了车轴的临界安全截面和详细尺寸方案;建立了内轴颈高铁车轴的有限元模型,评估并校核了车轴的疲劳强度;建立了轴箱内置式高速动车的刚-柔耦合系统动力学仿真分析模型,验证了车辆的动力学性能和车轴的动荷载。分析结果表明：17 t轴重的新型内轴颈高铁车轴的质量为273.6 kg,比同轴重传统外轴颈高铁车轴的质量低约30%;内轴颈高铁车轴各截面疲劳强度的安全系数均大于1.66,临界安全截面转移至轴颈与轮座之间的卸荷槽及轴颈与轴身之间的过渡圆弧区域;采用内轴颈车轴的高速动车能够以350 km·h^-1的速度稳定通过半径为5.5 km的曲线线路,主要动力学性能指标优良;在选定曲线通过工况下车轴所承受的动载荷均能被设计极限载荷包络,据此开展的车轴结构设计和强度分析是稳健的。可见,内轴颈高铁车轴在实现高速列车轻量化设计方面有显著的技术优势,且高速适应性较好,在高速列车领域的发展和应用潜力巨大。     

智能超材料的创新特性与应用前景

海洋环境的复杂性以及兵器攻击中强非线性载荷的作用,使得采用常规材料制造的舰船结构难以满足安全性、隐身性、轻量化和舒适性等综合设计指标要求,而超材料凭借其性能的人工可设计性和性能超颖性,成为解决上述工程需求的有效途径之一。总结近10年来超材料在船舶工程中的理论及应用研究现状,围绕船舶抗爆抗冲击、轻量化、承载和减振降噪等几个方面,重点梳理力学超材料和声学超材料的设计方法与应用研究进展。指出船用超材料的大尺度、高效、低成本制造技术是未来船用超材料应用中亟待突破的方向与瓶颈,船用超材料的高承载性、宽频段带隙设计和低频段带隙设计已成为具有潜力的研究热点。     

时速350 km双层动车组相关技术参数对车体模态的影响

以某时速350 km、16辆编组的双层动车组为研究对象,考虑车辆平衡对车辆布局进行优化,并对动车组除车体外的其他部件进行轻量化设计.建立车体有限元计算模型,采用控制变量法分析车体相关部位参数变化对车体模态的影响,优化车体结构,确定车辆整备状态下的模态频率.结果表明,通过合理的列车布局方案及编组形式,相比于16辆长编组单...     

线路工程带状走廊三维地形构建及轻量化研究

基于线路工程带状走廊三维地形海量空间数据的特点,总结了线路工程数字高程模型(DEM,Digital Elevation Model)的获取方式和数据来源,对三维地形建模方法及其轻量化处理方式进行了研究。分别通过方格网和三角网2种模式对试验路段地形进行了构建,选取Delaunay算法进行三角剖分,并应用边缘收缩和点删除法对数据进行了轻量化处理。试验结果表明,不规则三角网模型能用更少的数据来合理地表达复杂的地表形态;Delaunay逐点插入算法更适用于线路工程三维地形建模;点删除法对线路走廊带曲面模型的简化效果更好,主要参数未发生改变且失真较小。     

泡沫轻质混凝土单轴循环加卸载试验研究

为研究循环加卸载对泡沫轻质混凝土力学性能的影响,采用微机控制电子万能试验机对湿密度为700 kg/m~3的泡沫轻质混凝土试样开展3组方案的循环加卸载试验,重点研究循环加卸载对其应力-应变曲线、峰值强度、弹性模量的影响。研究结果表明:随着循环加卸载的进行,应力-应变曲线出现不断迁移的现象,且对于3种试验方案,第一次循环加卸载引起的迁移值最大,而后,采用加卸载方案1、方案2,迁移值随着加卸载次数增加而减小,采用加卸载方案3,迁移值随着加卸载次数的增加先减小后增加;对于3种加卸载方案,峰值强度随着加载幅值的增加而增大,且随着循环加卸载次数的增加而增大;对于3种加卸载方案,第1次加卸载对弹性模量影响最大,而后,对于试验方案1、方案2,弹性模量随着循环加卸载次数的增加而增加,而对于试验方案3,弹性模量随着循环加卸载次数的增加而减小。     

某新能源汽车复合材料前车门轻量化设计

本文以汽车前门作为研究对象,以碳纤维结构设计及铺层形式进行研究。经过仿真分析表明,碳纤维前车门的模态、刚度、强度都得到了明显的提升,在满足性能要求的基础上,重量得到了减轻,实现了轻量化的目的。     

基于材料和结构的轻量化自卸车货厢设计

工程自卸车作为工程建设的重要物料运输工具,一直扮演着重要的角色。为了适应多种运输工况的要求,传统设计主要是增大货厢的板料厚度,加强相关结构,因此货厢自重越来越大,导致整车采购成本和运输成本升高,企业和用户的利润空间缩小。本文从材料和结构角度出发,在白卸车货厢设计中使用新材料和新结构,在满足使用功能的前提下,货厢重超得到了有效降低,提高了整车载质量利用系数,降低用户使用成本。     

基于改进粒子群算法的大开口甲板板架轻量化设计

船舶甲板板架是船体结构的主要组成部分,如何减轻其结构重量是船体结构设计中最为关注的问题之一。本文根据典型甲板结构特点并结合工程经验提出带支柱大开口甲板板架结构轻量化设计数学模型,针对粒子群算法在寻优过程中存在的容易陷入局部极小、收敛速度慢等缺点,结合粒子在实际寻找食物的过程中,大部分可以飞到其预期的最佳位置,而少数粒子由于受不确定因素影响,发生飞行偏离,提出一种改进粒子群算法。基于改进的粒子群优化算法和ANSYS参数化建模技术完成了典型甲板板架结构在强度约束条件和稳定性约束条件下的轻量化设计,获得了最优设计方案。     

轻量化技术在汽车上的应用分析

从轻量化材料、先进加工制造工艺的应用以及结构优化设计等方面,介绍了轻量化技术在轿车上的应用及相关研究,指出了当前轿车轻量化技术应用的主要方向等。     

广明高速公路FD段轻质直立式路堤施工质量控制

根据工程质量控制的系统性、阶段性,按照施工质量控制的事前控制、事中控制、事后控制的过程控制方法,结合具体工程实践,针对高掺量粉煤灰泡沫轻质土的轻质、可流动及固化直立特性,探讨了高速公路新型轻质直立式路堤新技术在施工中的质量控制,为新型轻质直立式路堤的推广,提供了质量保障。