基于HFWT体系的钢—混组合梁的承载力试验研究

基于HFWT体系的钢—混组合梁是一种新型的梁—桁混合体系(HFWT)的组合桥梁结构。文章通过设计制作了2片不同厚度的试验梁,通过两点对称静力加载试验测试了试验梁的荷载—挠度关系、交界面处混凝土板与钢梁的相对滑移、桁架应力、跨中截面的应变分布变化,分析了试验梁的破坏形态、变形特点和承载性能。研究结果表明:混凝土板厚大的试验梁其刚度稍大,而且延性更好。     

基于ANSYS的规则曲面装配体有限元参数化前处理

基于ANSYS有限元参数化前处理基本思路,在宏文件中用特征参数替代数值参数,建立可变参数的分析模型。将APDL与UIDL相结合,设计出直观便利的用户化图形交互界面,在工具条上定制相关按钮实现分析流程的过程控制。以回转支承的有限元分析为实例,分析其几何模型参数化、网格划分参数化和约束及载荷参数化处理的过程。结果表明,参数化前处理提高了设计效率,为后续的分析和优化奠定了基础。     

开孔波折板连接件在组合柱中连接性能的有限元分析

采用ABAQUS有限元软件,对已有的设置开孔板的型钢混凝土柱进行模拟分析,应用试验数据验证了模型的合理性.在此基础上,为了研究开孔波折板连接件在组合柱中的连接性能,对具有布置开孔波折板连接件的型钢混凝土柱进行有限元模拟,并将模拟结果与布置开孔板连接件的型钢混凝土柱的模拟结果进行对比,分析了型钢与混凝土接触面处的相对滑移及分布规律、两种连接件的受力情况.研究表明：在组合柱柱身上面布置相同高度的连接件,开孔波折板连接件的连接性能明显优于开孔板连接件.     

车辆—路面空间耦合振动模型及其动力响应分析

为准确模拟行驶车辆作用下刚性路面的动力响应,建立车辆—路面空间耦合振动精细化分析模型。车辆采用质点—弹簧—阻尼器空间整车模型,混凝土刚性路面采用弹性地基板有限元模型,采用改进的谐波叠加法考虑路面平整度的三维空间分布,利用车轮和路面的位移协调方程将车辆振动和路面振动联立求解。实例分析表明,所建立的车—路耦合振动模型能够真实地反映车辆和路面间的空间几何耦合关系和力学耦合关系;在三维路面不平度的激励下,车辆和路面的动态响应均表现出明显的空间分布特性;与瞬态动力分析方法相比,利用考虑路面不平度空间分布的车—路耦合振动模型对混凝土路面进行车辆动力响应分析时,路面弯沉和板底应力有明显增大。     

奥氏体不锈钢表面等离子渗锆合金层的抗酸腐蚀性研究

为提高0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢在特殊应用环境的耐酸腐蚀性能,采用双辉等离子渗金属技术在不锈钢基体表面渗锆,对渗锆合金层的相结构进行检测分析,将奥氏体不锈钢基体试样和表面渗锆试样分别在0.5 mol/LH2SO4溶液、0.5mol/L HNO3溶液、0.5 mol/L HCl溶液进行电化学腐蚀对比试验。结果表明:在H2SO4溶液、HNO3溶液、HCl溶液中,不锈钢基材的相对腐蚀速度分别是渗锆合金层的2.18倍、9.73倍、24.43倍;不锈钢基体表面腐蚀较为严重,而渗锆合金层表面仅出现轻微的局部腐蚀坑。奥氏体不锈钢表面渗锆后,渗锆合金层中合金元素呈梯度分布,且腐蚀时在表面形成了一层致密的氧化锆钝化膜,因而其抗酸腐蚀性能相对基体大幅提升,在HCl溶液比在H2SO4溶液和HNO3溶液中耐蚀效果更明显。     

凹坑形貌对线接触摩擦副耐磨性的影响

在线接触摩擦副中,非光滑结构单元的凹坑、凸包、波纹、鳞片形态等表面凹坑形貌对其耐磨性有一定的影响,其中凹坑的直径、深度对耐磨性的影响十分显著。以圆形凹坑非光滑形貌为例,采用有限元仿真分析的方法,对非光滑表面凹坑不同直径和深度的磨损过程进行了分析,研究了仿生非光滑表面对摩擦副耐磨性影响的程度。研究结果表明:线性摩擦副工作过程中,凹坑间距为1 000 m的条件下,摩擦副表面的等效应力和摩擦力随着圆形凹坑直径的增大而增大,随其深度的增大而呈抛物线增长;且在凹坑直径为100 m、深度为300 m时,矩形块的耐磨性最优。     

曲线形状的坐标优化调配算法

针对计算机角色动画序列生成和具有关键帧模型特征中间模型设计中的光滑要求,提出了一种同时于适用于平面曲线形状和空间曲线形状在不同局部变形插值后的整体优化重构方法,并对开或闭曲线形状调配有统一的算法形式。该算法根据最小二乘原理,应用曲线形状的向量坐标和与夹角、边长相关的比例函数建立了具有稳定惟一解的形状重构优化方程。通过对不同比例函数和曲线数据的实验,得到了调配曲线的周长和面积的变化特性。在算法处理框架中,给出了避免产生自交或挤压变形的非线性局部插值算法、空间曲线渐变算法、三维曲面拼接算法和实例。实验结果表明,该算法在中间帧形状有自然光滑的过渡,在算法的简易性方面有明显的优势。     

Prediction model of surface residual stress within a machined surface by combining two orthogonal plane models

The variation of surface residual stress within a machined surface layer caused by face turning was studied. The size of the tool’s corner radius and the feed rate affect residual stress. A process model using the finite element method is proposed and the mechanical effects of the corner radius and feed rate on a machined surface were discussed. When a tool with a small corner radius is used, surface residual stress perpendicular to the cutting direction becomes compression stress. As well, surface residual stress changes from tension to compression as the feed rate decreases. The process model consists of an orthogonal cutting simulation and an indentation-like simulation of a corner radius into a work piece surface. The simulated results show quantitative agreement with the residual stress measured experimentally. The integrity of the machined surface will be controlled more efficiently if the cutting conditions during finishing are determined with the proper consideration of the surface generating process.     

钻井泵十字头表面耐磨性增强技术及对比分析

钻井泵的十字头易磨损失效,目前主要采用表面改性技术来提高其耐磨性能。针对巴氏合金浇注、电弧喷涂、等离子喷焊和高速激光熔覆4种表面改性技术,从磨损机理、涂层结合强度、涂层材料及质量等技术角度对其进行对比分析。分析结果可为钻井泵十字头的表面耐磨技术评价体系建立及其应用提供参考。     

UPP-9型笼式卡瓦高温高压完井封隔器研制

提出的卡瓦结构设计方法涵盖材料评估与选择、卡瓦组件结构优化、卡瓦结构参数优化、卡瓦测试验证等流程。应用该方法设计了可以控制启动载荷的上、下笼式卡瓦组件结构。结合ANSYS有限元分析、样机测试等方法,对所设计的笼式卡瓦组件进行优化设计与试验验证。对带有防挤出护肩的2种胶筒密封组件的试验研究表明,带隔环的三胶筒结构更为优异。在此基础上,研制了高温高压液压坐封永久式封隔器,额定工作压力68.94 MPa(10 000 psi),额定工作温度204.4℃(400℉)。测试结果表明,所研制的封隔器符合API SPEC 11D1标准V0级测试要求。