A review of the Effect of α/W ratio on fracture toughness （Ⅱ） experimental investigation in LEFM

In part I of this series, experimental investigation in EPFM （elastic-plastic fracture mechanics） had been discussed. In this paper, experimental investigation in LEFM （ linear elastic fracture mechanics） is given. Fracture toughness tests had been carried out on three different strength steels, using both through-cracked specimens with different α/W ratio and semi-elliptical cracked specimens with variable crack size and shape. Results show that the fracture toughness KIC increases with decreasing α/W when α/W 〈 0.3 for three-point-bend specimens, and that for α/W 〉 0.3, it is independent of α/W. Shallow crack specimens, both through-cracked and surface-cracked, gave markedly higher values than deeply notched specimens. However, the effect of crack shape on fracture toughness is negligible. Results also show that the LEFM approach to fracture is not tenable for design stresses where αc is often very small, far less than 2.5 （ KIC/σy）^2.     

FAO 核心子系统安全完整性等级 评价方法研究

为探究如何更加实际地评价全自动运行(FAO)系统核心子系统功能的安全完整性等级(SIL),通过研究欧 洲电工标准化委员会(CENELEC)标准中风险模型的构造,给出风险降低因素(RRF)的定义;通过定义的风险降低 因素,建立可容忍事故率(TAR)与可容忍危害率(THR)的换算关系,进而评估出 FAO 系统核心子系统功能次级危 害的可容忍危害率;最后通过其与安全完整性等级的对应关系,得到核心子系统功能的安全完整性等级。应用结 果表明：结合实际的 FAO 工程项目应用成果,给出风险降低因素中各要素的具体示例,可供借鉴;与直接采用 可容忍事故率保守估计安全完整性等级的方法相比,在考虑风险降低因素后评估得到的安全完整性等级更接近实 际情况。     

侧向风作用下车桥系统气动性能及风屏障的影响研究

采用计算流体力学软件建立桥梁单体、车辆单体以及车桥组合体模型,湍流模型取标准κ-ε模型,计算各模型在不同风攻角时侧向风作用下的气动力系数.考虑风屏障对车辆、桥梁气动性能影响,建立风屏障、桥梁与车辆组合体模型,分析风屏障不同开孔率时车辆、桥梁气动力系数变化规律.结果表明:车辆位于桥上时,桥梁阻力和车辆侧力会增大;桥上车辆侧滚力矩系数明显大于车辆单独存在的情况,且车辆位于桥上迎风侧大于背风侧的情况;安装风屏障后,桥梁阻力和力矩系数随开孔率增大而降低,车辆侧力系数和力矩系数随开孔率增大而增大;为保证风屏障有效性,风屏障开孔率应小于40％.     

橡胶隔振垫减振轨道设计研究

针对橡胶隔振垫减振道床独特的结构,分析了圆形隧道内橡胶隔振垫减振道床的尺寸、橡胶减振垫刚度的不同对结构配筋及减振效果的影响,以确保减振型轨道结构的安全性、有效性和耐久性,可供类似工程的橡胶隔振垫减振轨道设计参数取值参考和借鉴.     

高速动车组降阻与减重应用研发

从减小列车运行阻力的目的出发,研究高速动车组气动设计以及轻量化设计的关键技术,通过对影响列车运行阻力的主要因素进行系统分析及优化,提出了高速动车组降噪减重的控制策略及具体措施。线路试验表明,相关措施有效降低了高速动车组的运行阻力,实现了速度提升、节能环保的目标,同时也提升了列车的动力学性能及综合舒适度。     

混合动力牵引调车机车的研发

阐述了混合动力牵引调车机车的概念和样车的结构性能,重点论述了样车主要研制内容及技术措施、节油减排效果、节油试验情况,从评估计算和试验验证两方面论证了混合动力技术能实现能量高效利用和循环利用的双重目标,总结了样车的研制成果。     

我国首次采用的高架车场及综合维修基地一武汉市轨道交通1号线一期工程石乔 口路车场

武汉市轨道交通1号线一期工程的硚口路车场及综合维修基地是我国目前城市轨道交通车场设计中首次采用的高架车场。设计人员在建筑、结构、工艺等的设计中克服了没有相适应的设计规范和用地面积狭小等特殊环境产生的困难,提出了较合理的布局、在列车荷载作用下房屋结构的荷载计算办法、减振降噪措施,以及对车场轨道布置采取的对策。     

线控转向系统转角反步控制算法研究

为实现商用车线控转向,设计一套新的线控转向系统架构及其转角跟踪控制算法。新的线控转向系统采用丝杠螺母结构中的丝杠直接控制纵拉杆,螺母通过带轮机构被电机驱动。对线控转向系统结构进行运动学分析,推导转向系统可变传动比,采用前轮转角为状态变量,建立线控转向系统二阶动力学模型。基于转角跟踪目标,采用反步控制算法,设计线控转向系统转角跟踪控制器,通过反馈系统线性化处理系统参数不确定和环境干扰问题,实现准确的目标转角跟踪,并建立李雅普诺夫函数,证明了采用反步控制的线控转向系统是渐进稳定的。搭建采用“丝杠螺母+带轮机构”架构的线控转向实车底盘测试台架,选取蛇形和混合工况进行控制算法验证。研究结果表明：与滑模控制算法的测试结果对比可知,反步控制算法绝对平均跟踪误差值降低了71.88%~79.57%,跟踪误差标准偏差值降低了71.32%~78.50%;线控转向系统反步控制转角跟踪算法能够减少系统收敛到原点的时间,抑制系统的抖振,提高车辆线控转向系统转角跟踪的操纵灵活性。     

预应力混凝土箱梁损伤后剩余承载力计算及变化规律研究

目前对在役桥梁进行技术状况评定时,往往需采用荷载试验的方法来反映桥梁结构实际损伤所产生的性能退化。然而,荷载试验方法存在费用高、耗时长等问题,进行荷载试验代价巨大,且对于存在损伤的结构具有一定的风险。因此,基于对一新建跨径30 m预制预应力混凝土箱梁进行的足尺模型试验结果,构造定义了2种不同的刚度损伤折减系数,结合规范给出的开裂构件抗弯刚度计算公式,提出基于刚度损伤折减系数计算构件实际剩余承载力的计算公式。结果表明：2种方法定义得到的抗弯刚度折减系数的变化趋势基本一致,箱梁在出现损伤后的刚度折减效应明显,从箱梁出现开裂损伤到承载能力极限状态刚度折减约40%,相邻两截面的刚度折减可近似呈线性分布;基于刚度损伤折减系数计算的剩余承载力与试验值的偏差都在5%以下;结合刚度折减系数沿箱梁纵向的分布规律,可计算得出在跨中截面出现损伤后,沿箱梁纵向各截面实际剩余承载力的分布规律。提出的基于刚度损伤折减系数计算实际剩余承载力的方法,可通过结构外观检查结果实现对带有损伤的预应力混凝土箱梁实际剩余承载力的准确计算,该方法简便可行、费用低廉,同时也可为出现损伤的在役桥梁技术状况评定及剩余承载力计算提供一定的借鉴。     

基于盲孔法的水下承压结构残余应力测试研究

对盲孔法测残余应力中的等轴三角应变花应变释放系数进行有限元标定和塑性修正,得到了塑性修正后的应变释放系数;采用盲孔法对高强度钢水下承压结构典型部位的焊接残余应力进行测量,根据测试得到各测点的释放应变值,结合修正后的应变释放系数计算得到了水下承压结构典型测点的残余应力值。结果表明,水下承压结构焊缝附近纵向残余应力可达0.5倍屈服极限,周向残余应力可达0.4倍屈服极限。