基于CT扫描技术的多孔沥青混凝土抗冻融破坏性能研究

冻融破坏是沥青路面常见的病害形式,目前主要通过马歇尔试件的劈裂强度在冻融环境下的变化情况来间接反映沥青混凝土的抗冻融破坏能力,未揭示出冻融破坏下沥青路面内部结构上的变化,如裂纹、空隙率的变化规律。因此,本研究中采用一种直观的方法来研究沥青混凝土的抗冻融破坏能力,主要是采用工业CT跟踪多孔沥青混凝土内部空隙率在冻融环境下的变化。结果显示沥青混凝土的抗冻融破坏性能与空隙率的分布有很大关系,总体上,在冻融破坏过程中,沥青混凝土试件内部空隙率明显增大的局部区域会造成混凝土局部或整体空隙率的显著变化,严重影响多孔沥青混凝土的抗冻融破坏性能。     

CL60车轮表面气体软氮化对轮轨滚动接触条件下界面黏着与表面损伤的影响

在轮轨滚动接触疲劳/磨损试验台上开展了CL60车轮表面气体软氮化对轮轨滚动接触疲劳和表面磨损行为的影响研究,对比分析了车轮表面气体软氮化对轮轨表面损伤的作用机理。结果表明:表面氮化处理可使车轮表面依次形成约3μm～5μm厚均匀致密的白亮层和约20μm后的扩散层;车轮表面氮化处理后,干态下轮轨间黏着系数降低了11. 7%、水态下降低了18. 4%,但氮化处理仍可保持轮轨间较高的黏着系数,可以避免车轮打滑等现象的发生;渗氮处理不仅明显提高了车轮表面的耐磨性,而且也有效降低了钢轨试样的磨损,其磨损量分别减小了58. 05%和10. 77%。简言之,车轮渗氮处理有效降低了轮轨系统的综合磨耗,提高了车轮材料的滚动接触疲劳抗力。该方法有望应用于实际,从而有效提高轮轨系统的服役寿命、减缓重载条件下轮轨材料的损伤。     

大切深外圆车刀刀片紧固螺钉断裂失效分析

在石油化工及核电装备的制造中,大型厚壁筒类零件切削加工量很大,车削加工过程中刀具上的紧固螺钉断裂失效严重,导致生产中停机频繁,极大降低了刀具的使用寿命和生产效率。针对此种大切深车刀进行了三维结构建模,结合生产实际并以有限元仿真为研究手段,分析螺钉失效的根本原因,为提出有效提高螺钉寿命的措施提供理论支持。分析结果表明:在大切削深度加工条件下,刀片紧固螺钉失效的主要原因为"切削力与切削热耦合作用下的剪切疲劳失效。"切削热-力耦合作用加速了紧固刀片螺钉的疲劳失效,使用寿命降低较快。     

TA16、DD6及FGH95材料的抗疲劳性能对比

采用自主设计的微动疲劳加载设备对机械部件使用的TA16、DD6及FGH95三种合金材料的疲劳性能进行了研究。实验结果表明,这三种合金材料的初始疲劳裂纹首先出现在材料和微动垫相互接触的区域,这说明这种微动疲劳加载设备具有良好的性能。DD6和FGH95合金材料的微动疲劳寿命比TA16材料的要高。     

粉土界面恒刚度循环剪切试验研究

竖向循环荷载作用下桩土界面的作用机理是研究桩土摩擦疲劳的关键。针对循环荷载作用下桩-粉土界面的剪切性能,使用改进的剪切试验装置在恒刚度条件下进行循环剪切试验,研究循环次数、累积位移和法向刚度对其摩擦疲劳性能、循环后单调剪切性能的影响。试验结果表明,粉土在循环剪切过程中,法向应力和剪应力在初始10个循环内随循环数增加快速衰减,随着循环进行,逐渐趋于稳定;单次循环内在剪切位移方向变化时,土体呈现表现出剪缩-剪胀-剪缩交替现象,总体变形呈现剪缩的趋势;循环荷载作用下,粉土界面的法向应力和剪应力随法向刚度增大衰减速率增大,达到稳定的累积循环位移越小;粉土循环后的单调剪切、法向应力恢复的单调剪切的剪应力比小于首次单调剪切试验值,且法向应力恢复的循环后剪切试验的剪胀程度较小,表明循环剪切过程中界面处粉土颗粒棱角破碎,颗粒变得光滑。在对试验数据分析的基础上,提出了与累积位移、法向刚度和初始应力相关的无量纲累积位移,建立了法向应力和界面摩擦角随累积位移的衰减方程。     

分子筛脱水吸附塔的结构应力与疲劳分析

综合考虑分子筛脱水吸附塔的结构、疲劳状况及管口载荷等因素,利用ANSYS对吸附塔进行结构应力与疲劳分析。计算结果表明:所建立的吸附塔整体模型合理;该结构在确保可靠性的基础上可降低制造成本;该设备能满足疲劳寿命的要求。