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关键词： 接触载荷   非均质材料   应力集中   失效  

摘要： 利用数值化等效夹杂方法分析接触载荷作用下规则分布杂质单元影响材料表层最大von Mises应力大小和位置,并与相同工况下均质材料分析结果进行对比。在此基础上,研究不同分布参数下正态分布杂质单元对材料应力集中行为的影响。研究结果表明:在特定接触载荷作用下,均质材料表层最大von Mises应力随摩擦因数增大而增大,但杂质单元的存在将改变最大von Mises应力位置变化规律。非均质材料基体表层应力集中随分布杂质单元x方向平均坐标值增大而逐渐增大;随y方向平均坐标值增大而逐渐减小;随杂质单元半径增大而先增后减;分布杂质单元体积分数增大将导致基体最大von Mises应力上升。

关键词： 瓷套   有限元仿真   短路电动力   应力   临界裂纹尺寸  

摘要： 电力系统中高压断路器灭弧室瓷套的断裂对电力系统的安全运行有重大影响,结合灭弧室瓷套断裂故障的统计分析及其运行中所受的载荷情况,建立了断路器灭弧室瓷套的有限元仿真模型,并基于毕奥-萨伐尔定律建立了短路电动力作用模型,根据Davenport谱理论和AR法建立了动态风载荷作用模型,分析了瓷套在静态载荷及短路电动力、风力动态载荷与静态载荷联合作用下的应力分布情况。结合断裂力学的相关理论,计算出了瓷套在不同载荷作用下的临界裂纹尺寸,将本文研究成果应用于瓷套运行状况的检测分析,可为瓷套健康状态评估提供有效的理论参考和借鉴。

关键词： 静态工作应力   焊接残余应力   逐级加载   塑性变形   应力松弛  

摘要： 静态工作应力与焊接残余应力叠加,将导致构件产生局部塑性变形以及焊接残余应力重新分布,静态工作应力卸载后,可以降低残余应力峰值。基于此理论,选用A6005A-T6铝合金焊接接头作为研究对象,研究静态加载条件和逐级加载条件下残余应力的演变规律。结果表明:平板焊接试板经过静态拉伸(加载载荷150 MPa)后残余应力发生了很大程度的释放,纵向残余应力峰值由125 MPa降为48 MPa,横向残余应力峰值由155 MPa降为56 MPa。这是因为外载与残余应力叠加超过材料屈服强度产生了塑性变形,残余应力发生释放。焊接构件使用前可以进行一定程度的静拉伸,从而消除一部分残余应力,尤其是降低残余应力的峰值。

关键词： 残余应力   A6005-T6铝合金   低周次加载   高周次加载   应变量  

摘要： 采用便携式i XRD残余应力仪测量6 mm厚A6005-T6铝合金平板试样焊接后的残余应力,利用PWS-100低频疲劳试验机对平板试样进行低周次的循环加载,采用QBG-100高频疲劳试验机,试验频率100 Hz,进行3个阶段的加载,测出不同加载方式下的应变量。结果表明:在低周次的动态循环载荷下,1~4号应变片总应变演变趋势为第1次循环加载后,1~4号应变片的总应变均有变化,为正值,在第2次到10 000次的循环范围内,随着循环加载次数的增加,1~4号应变片的总应变未随着循环次数的变化而变化。在高周次的循环加载中,加载次数从1万次到1 000万次,1~4号应变片的总应变量基本保持不变,即在1×10~4~1×10~7循环加载过程中,材料未再产生新的塑性变形,说明焊接残余应力未随着循环次数的增加而继续发生松弛。

关键词： 波纹管   周向应力   工程化计算方法   应力评定  

摘要： 针对位移载荷下波纹管周向应力的工程化计算给出一种新的方法,通过将力学模型等效转化能够方便快捷地获得计算结果,并提出一个评定思路。对进一步研究波纹管的应力状态提供了一定的支持。

关键词： 液力推力器   联接机构   正交试验   有限元仿真   优化设计  

摘要： 液力推力器具有水力柔性加压的特点,广泛应用于钻压不易施加的水平井、大位移延伸井等。液力推力器在工作时,关键部件花键联接结构的磨损较为严重,失效率高。针对该问题,笔者充分考虑芯轴所受轴向压力、径向压力、扭矩和位移载荷等多种因素作用,建立了花键联接结构瞬态接触的有限元模型。借助正交试验法设计实验方案,开展了花键联接结构的齿数、齿根圆角和内圆直径3个关键结构参数对其性能的敏感性分析。最后建立花键联接结构参数优化的数学模型,并采用SQR算法对数学模型进行优化。结果表明,优化模型相比初始模型有效降低了响应量数值,其综合指标值降低约24.9%。该研究为液力推力器的设计提供了理论依据。

关键词： 应力集中   孔洞   半平面   表面张力  

摘要： 基于表面弹性理论和复变函数原理,分析了在均布载荷作用下弹性半空间内任意形状纳米孔洞周围的应力集中.结果表明,在表面张力的作用下,孔洞周围的应力集中强烈地依赖于孔洞与半平面表面的距离与孔洞形状.环向压力的最大值出现在曲率最大值点的附近.

关键词： 轴承   载荷   接触力  

摘要： 应用有限元方法对圆锥滚子轴承受载过程中的内部载荷与应力进行了研究,先施加径向载荷,再施加轴向载荷,并分轴向载荷与派生轴向力方向相反及相同两种情况进行分析。研究结果可为圆锥滚子轴承的设计和应用提供参考。

关键词： 平板载荷试验   附加应力   承压板尺寸   影响深度  

摘要： 为探讨浅层平板载荷试验应力影响深度与承压板尺寸的关系,该文采用理论计算(弹性半空间理论、分层总和法变形量计算)与现场实际验证(平板载荷试验埋设土压力计)相结合的方法对承压板下地基附加应力进行分析,试验得出基底附加应力影响深度和沉降变形影响深度,从而确定应力影响深度与承压板尺寸的关系,得出平板载荷试验测定地基承载力时承压板应与实际基础的尺寸相符才能真实反映地基变形量的结论。

关键词： 地铁   转向架构架   损伤一致性   载荷谱   浓缩  

摘要： 地铁作为城市轨道交通的主要载运工具,对缓解城市交通压力,提高居民生活质量,调整城市结构布局以及拉动城市的经济发展具有重要意义。其运营的安全性问题也随着运营里程的不断增加而愈发凸显。转向架构架的疲劳强度是保证车辆安全运行的关键因素。而载荷的研究是进行构架强度设计和疲劳强度评估的基础。本文以北京某型地铁转向架构架为研究对象,结合作为结构可靠性评估重要依据的载荷谱研究,对转向架构架进行承载分析、标定试验、线路动应力试验、载荷谱编制等工作。并针对可以准确地反映实际线路运行时构架的承载情况,同时也可以大大减少试验成本的转向架构架线路模拟台架试验,提出载荷—时间历程的浓缩方法。根据损伤一致性原则建立可有效用于线路模拟台架试验的浓缩载荷谱,主要研究工作如下:(1)对地铁转向架动车构架承受的载荷种类进行分类,依据EN13749转向架设计标准计算模拟运营情况载荷大小,确定关键部位的动应力测点与载荷识别点。(2)进行构架标定试验,利用电桥原理布置测力传感器,找到载荷与构架关键部位应力的线性关系,获得载荷传递系数。为实际线路试验制作测力构架,利用构架和转向架关键零部件对线路试验中承受的载荷进行识别。同时为载荷谱损伤的计算和损伤一致性载荷谱的建立提供支持。(3)对转向架构架进行线路测试,测试转向架全部载荷和关键部位动应力随时间变化的数据。对试验数据进行处理分析,计算线路试验中的构架实测载荷谱。(4)研究载荷谱浓缩方法,确定疲劳截止极限,以载荷敏感点是否产生损伤为依据,根据关键应力测点的应力—时间历程对构架载荷—时间历程进行同步浓缩。对浓缩后的载荷—时间历程利用雨流计数法编制载荷谱,得到各载荷浓缩谱。(5)依据损伤等效原则对应力—时间历程浓缩前后的损伤进行对比,验证浓缩方法的有效性。选取疲劳关键点,对浓缩载荷—时间历程及浓缩载荷谱进行损伤一致性校准。利用MATLAB编程对浓缩载荷谱损伤与疲劳关键点实测应力谱损伤进行优化,建立约束条件,得到合理的浓缩载荷谱校准系数以及校准载荷谱。为线路模拟台架试验提供精炼有效的载荷数据。本文的研究可用于完善转向架构架的试验评定标准,对新构架的设计和既有构架疲劳强度不足的可靠性提升具有意义,为准确评估关键零部件的使用寿命、增强列车安全运行性能、预防安全事故的发生等方面的研究提供数据基础。