预应力混凝土梁桥在偏载作用下结构响应分析

某预应力混凝土梁桥,根据混凝土弹塑性本构模型和钢筋的双线性理想弹塑性本构关系,以及混凝土弥散裂缝模式,建立了该桥梁结构的非线性壳单元模型,对偏载加载的预应力钢筋应力发展、荷载横向分布系数等进行了数值分析。通过典型加载分析可知,在各加载等级,偏载端主梁的挠度最大,其余各主梁挠度依次减小;偏载端主梁的预应力钢筋应力值较大,且梁体进入非线性阶段,偏载端主梁的预应力钢筋应力迅速增加直至该预应力筋屈服。与初始加载等级时的荷载横向分布系数相比,加载后期的主梁荷载横向分布系数趋于劣化,不利于整体协同受力。     

车桥耦合振动的拱桥吊杆应力冲击系数分析

基于车桥耦合振动理论及地基微波雷达现场试验,研究了高速铁路拱桥的吊杆应力冲击系数。列车和轨道-桥梁模型分别采用刚体动力学和有限元方法建立,两子系统间通过轮轨线性Hertz接触理论实现耦合。采用地基微波雷达对吊杆两端位移进行测试,分析得到桥梁动力特性、吊杆应力时程及其冲击系数。对比地基微波雷达试验数据,验证理论模型的正确性,并基于该模型分析车速、单双线行驶和轨道不平顺对吊杆应力冲击系数的影响规律。结果表明:吊杆应力冲击系数随车速的增加而增大,当车速为300km/h时车桥共振导致吊杆应力冲击系数显著增大;德国低干扰轨道谱样本对吊杆应力冲击系数影响较小,但随着轨道平顺性的劣化,吊杆应力冲击系数显著增大。     

冲击值与金属材料其他力学性能关系的研究

通过试验研究与理论分析,确定缺口应力集中系数,找出缺口应力集中系数和应力强化系数之间的关系;通过40CrMnSiMoA数字化冲击试验数据分析结果,找出冲击值与材料缺口敏感性的关系、冲击裂纹形成功与疲劳裂纹形成寿命之间的关系;从而得出结论:对于高强度和超高强度材料,冲击功值对缺口试样疲劳裂纹形成寿命影响更大,且冲击功值较高的材料比冲击功值较低的材料在等应力条件下疲劳寿命长。     

互通式立交匝道桥静动载试验研究

为了了解某互通式立交匝道桥的整体受力性能,对该桥进行了静、动载试验,根据试验和理论计算结果对其承载能力及工作性能进行了评价.结果表明:该桥在静载作用下桥梁控制截面的应力和变形满足设计要求,在动载作用下桥梁的振动频率、冲击系数和振动阻尼比等实测动态特性与理论计算结果吻合较好,有较好的动力特性,竖向刚度满足要求.所得结果为该桥的验收与养护提供了必要的技术数据.     

振动调制工艺下焊接接头力学性能试验研究

在高炉用钢厚板电渣焊中应用振动调制工艺。接头金相显示,附加振动后,焊接接头晶粒细化明显。研究三种振动加速度(0g、0．3g和0．6g)下焊接接头的残余应力、拉伸性能、侧弯性能和冲击性能。结果表明:合理的振动调制工艺可以有效的降低残余应力并改善焊接接头的综合性能。其中,0．6g振动下的侧弯性能合格率达到 100％。通过对两种振动加速度(0．3g和0．6g)下焊缝冲击性能的对比,讨论了冲击性能变化的机理,并用内耗试验说明焊缝金属内耗的SKK(Snoek-Ke-Koster)峰值与焊缝冲击韧度存在良好的对应关系。     

轨道连接处缺陷对起重机运行冲击系数及疲劳剩余寿命的影响

为了分析起重机运行过程中轨道连接处缺陷对金属结构冲击系数的影响,通过正、余弦函数分别模拟高低缺陷和间隙缺陷所引起的不平度,并提出起重机越过轨道缺陷过程的动力学模型。理论推导起重机通过轨道连接处高低缺陷和间隙缺陷时的运行冲击系数方程,并将其与GB/T3811:2008和ISO8686—1:2012中方法进行形式和结果的比较,从而证明理论推导结果的正确性。基于起重机车轮尺寸及两种轨道缺陷不平度函数,分析轨道连接处高低缺陷和间隙缺陷发生耦合作用的临界条件,结果表明高低缺陷在冲击过程中起主要作用,二者同时存在时可忽略间隙缺陷影响。通过试验测试满载工况下无轨道缺陷和7mm高低缺陷时主梁最危险点的应变时间历程,并计算危险点的最大应力;将理论推导的运行冲击系数应用到有限元模型中,计算在无轨道缺陷和7mm轨道高低缺陷时对应测点的最大应力值,有限元分析结果与试验测试相对误差为2.63%,从而通过工程试验验证运行冲击系数理论推导的正确性。分析轨道缺陷对起重机剩余寿命的影响发现,起重机的临界裂纹长度、疲劳剩余寿命均随着轨道高低缺陷增大而减小,而影响度随着轨道缺陷增大而增大,轨道高低缺陷增大会使运行冲击系数增大且导致起重机主梁剩余寿命降低。     

基于ANSYS的风电自携带桥式起重机主梁有限元分析

针对新型风电自携带桥式起重机主梁的结构特点,提出一种集成Solid Works和ANSYS软件系统对主梁结构进行有限元建模、静力学分析和模态分析的方法,通过分析计算得到在满载工况下的变形情况和应力分布情况,以及主梁结构前8阶的固有频率和振型图,找出主梁振动的危险区域,为新型风电自携带桥式起重机的优化设计提供一种分析评价的依据。     

汽车电连接器振动可靠性室内试验强化系数研究

采用实车路谱时域复现技术,对汽车电连接器进行振动可靠性室内强化试验,研究其在接近实际工况-振动应力和电应力联合作用下的可靠性。由于国标中没有对实车路谱的规定,使得强化试验时间不能确定,试验结果无法评价。用强化系数结合汽车整车质量评价方法,可以解决这些难题。根据材料的Miner线性累积损伤原理,得到用载荷幅值τ表示的强化系数K的数学模型;采用雨流计数法得到时域载荷幅值分布形式;利用国标中规定的正弦试验方法结合数据统计知识得到了电连接器材料的近似疲劳指数m值,最后求得的强化系数与汽车试验场道路强化系数较接近。用强化系数求出强化试验时间以及故障里程,根据故障里程可以对试验结果进行评价。     

高速铁路接触网吊弦动应力数值模拟及其疲劳荷载特征分析

建立高速铁路弓网系统的有限元模型并进行动态仿真计算,分析了受电弓以300 km/h速度通过时,选定跨段各吊弦的力时程曲线的特点;对双弓250 km/h、300 km/h工况下的静态力和最大吊弦力进行分析,得到了双弓300 km/h工况下吊弦振动时的最大吊弦力最大可达双弓250 km/h工况下的2倍的结论。用雨流计数法对吊弦的应力时程进行统计计数,得到了包含各吊弦的各级应力幅值、应力均值和应力循环次数的应力统计谱。用Goodman直线对雨流计数得到的应力统计谱进行零均值应力转换,从而获得用于试验加载和寿命预测的疲劳载荷谱。研究结果表明：在同一车速下,安装位置越靠近跨段中点,吊弦越容易发生疲劳断裂;对跨中吊弦而言,沿行车方向先经过的吊弦对车速更为敏感,且车速高于300 km/h时发生疲劳断裂的概率更高。     

外载作用下悬跨管道纵向振动响应研究

管道是油气资源运输的载体,其性能对作业安全影响巨大。在合理假设的基础上,通过建立悬跨管道的振动力学模型,建立并求解其运动微分方程,得到悬跨管道的纵向振动响应。管道在受冲击载荷作用时由于阻尼的存在其纵向振动响应幅值随时间逐渐减小;管道受一般外载作用下的响应可通过将外载视为作用时间段内冲击载荷的积分来处理;管道受简谐力作用时其振动幅度与阻尼比和频率比相关,当外激频率接近固有频率时振幅放大系数最大,当外激频率大于固有频率时,频率比越大管道的振幅放大系数越小。     

离心通风机整体结构冲击振动强度分析

为考察HXD2B通风机的强度和振动是否符合使用要求,运用Catia软件建立了通风机整机的三维实体模型,导入ANSYS Workbench软件中,通过国际电工委员会IEC 61373—2010规定的冲击和振动试验,对其实际应力状况进行了随机振动和冲击强度分析计算,得到通风机结构横向、纵向、垂向冲击应力图,其最大应力值远远小于电机材料的屈服强度,不发生塑性变形,通风机结构满足冲击振动强度要求。     

弹载常用芯片在高g值冲击下的失效分析

针对弹体高速侵彻硬目标过程中存在的弹载电子仪器在高g值加速度冲击作用下的失效问题,设计了一套电子器件抗冲击实验装置.采用Hopkinson杆加载技术,将被考核的芯片与Hopkinson杆尾部紧密相贴,根据一维应力波理论,得到界面质点的速度,从而得到考核芯片的速度及加速度.通过模拟高g值冲击实验研究了电池的抗冲击性能以及常用的2种晶振EXO3、KSS和可编程逻辑器件在灌封和未灌封状态下不同冲击方向(平行和垂直)的抗冲击性能和失效机理.研究结果对弹载电子仪器的抗高冲击设计和正常使用具有一定的参考价值.     

基于ANSYS的造船用龙门起重机主梁静力分析

造船用龙门起重机朝着超大跨度、超大额定起重量方向发展,这给起重机结构提出了更高的要求。采用有限元分析软件ANSYS对主梁进行静力分析。介绍了主梁有限元模型建立的过程,不仅建立主梁的箱型结构,同时增加了主梁内部横隔板等结构,使应力分布及变形分析更加精确;分别对仅自重载荷和额定中载两种工况进行分析,得到主梁最大应力和主梁静载荷变形量,取得良好的效果。     

晶振芯片在高g值冲击下的失效机理分析

芯片是弹载存储测试系统的最基本的单元,它的抗强冲击能力直接影响测试系统的可靠性.为了研究芯片抗高过载能力,本实验利用Hopkinson杆对最典型的晶振芯片进行高g值冲击,以一维应力波理论估计芯片受到的加速度.对实验现象进行理论分析后得出与应力波传播方向平行放置的芯片抗冲击性能要高于与应力波传播方向垂直的芯片.     

高冲击条件下聚氨酯灌封电路板应力分析

为保证武器系统内部灌封电路在高冲击和强振动环境下可以更好工作,以武器系统中常使用的聚氨酯灌封材料为例,对印刷电路板分别水平、倾斜、垂直姿态进行灌封。利用有限元分析软件LS-DYNA,分析高冲击条件下不同灌封结构中电路板的应力特征,以及随冲击值的增加最大应力单元的变化情况。试验结果表明,电路板摆放方向与冲击加速度方向平行时,应力值小于其他摆放姿态;随着冲击值的增加,最大应力单元会发生偏移。     

伸缩臂履带起重机直线行驶工况下臂架应力状态分析

基于多软件集成的方法,采用刚柔耦合的建模理论建立伸缩臂履带起重机的动力学虚拟样机模型,分别研究不同带载比例和不同启动、制动加速度工况下臂架应力的变化规律、影响因素及其冲击系数的大小.结果表明:在伸缩臂履带起重机带载直线行驶过程中,引起臂架应力变化的主要原因是吊重的摆动,履带车辆的多边形效应是次要原因;在启动过程中臂架的应力变化不大,在制动过程中臂架的应力变化最大,且带载比例越大,制动时间越短,冲击越明显.     

基于许用应力法和极限状态法的架桥机主梁校核

目前起重机金属结构设计采用许用应力法和极限状态法两种方法并行。文中在阐述许用应力法和极限状态法的原理和特点的基础上,针对某型桁架式架桥机主梁,应用许用应力法和极限状态法分别对主梁结构进行强度校核,之后现场实测主梁应力值,分析结果表明相比许用应力法,架桥机桁架式主梁使用极限状态设计方法校核时,富余量较大。     

星载设备冲击谱分析及改进设计

星载设备遭受的冲击振动环境恶劣,其结构和元器件极易出现由于过大的冲击而导致的结构破坏、功能失效等动力学问题。为了减小星载设备过大的冲击振动响应,提高其抗冲击安全性,本文基于结构有限元方法建立了某星载设备的结构动力学模型,运用大质量法进行了模态分析和冲击谱分析;基于模态分析和冲击谱分析的结果对结构的薄弱环节进行了改进设计。分析结果表明,结构改进设计后,以结构增重仅1.03%的微小代价使结构基频提高了14.7%,最大Mises应力响应降低了8.73%,满足了结构强度的要求,验证了修改方法的可行性。     

A105钢振动焊接接头的性能与组织分析

采用阀门用钢A105作为试验材料,采用机械振动焊接与常规埋弧自动焊接相结合的方法进行对比试验。试验结果表明:振动焊接后,焊接变形和残余应力明显降低,焊接结构尺寸稳定性和使用安全性大大提高,振动焊接后焊缝试样的冲击吸收功平均值比常规焊接下冲击吸收功的平均值提高了21%,且振动焊接对焊缝冲击性能的影响要明显大于对热影响区冲击性能的影响;振动焊接使得焊缝和热影响区的组织明显细化,熔合区和过热区变窄,魏氏组织减小或消失。     

高g值冲击振动系统的设计与测试研究

综合分析了冲击振动机理与冲击振动设备的现有状况,依据等效响应原理,建立冲击振动系统的数学模型,设计出一种具有连续冲击能力的高g值冲击振动系统。系统可模拟精密元件实际的冲击振动环境,完成产品抗冲击能力的试验,对于提高产品性能测试效率,改革冲击试验台技术具有重要意义。