间隙配合变轨距轮对与轨道间瞬态滚滑接触模拟研究

变轨距技术是实现不同轨距铁路联运的重要手段，我国相关研究仍在起步阶段。基于显式有限元法，建立包含渐开线花键副的三维变轨距轮对-轨道耦合瞬态分析模型，于时域内模拟速度高至400 km/h下的瞬态轮轨滚滑和花键间动态接触行为及其相互影响。模型充分考虑轮轨和花键副三维几何、系统高频结构振动等，引入时变牵引/制动转矩，采用集成库仑摩擦定律的"面-面"接触算法求解轮轨接触和花键接触。假设圆柱直齿渐开线花键，齿数取32，齿侧间隙恒0.1 mm，无激励下模拟结果表明，花键副的存在使得轮轨力波动范围大于传统轮对，例如，400 km/h下法向轮轨力波动幅值增加静载的3.7%。时速400 km/h和牵引系数0.05下，内外花键的径向和角向偏置使得花键左、右两侧各存在1个位置相对固定的承载区，各涉及5~6个键齿，承载面分别为II和I键齿工作面。瞬态法、切向接触应力极值发生在靠近一系悬挂侧的齿根或齿顶部，典型值分别为102 MPa和4.6 MPa，任一键齿的应力极值因不断有键齿进出承载区而波动上升和下降。牵引系数0.3时，左侧承载区消失，右侧承载区扩至18个键齿，相同时刻下的法、切向接触应力极值因承载齿数和总接触面积增加变为89 MPa和5.2 MPa。为变轨距机构中花键的强度和动力学分析及相关设计提供精确模拟手段。     

3Cr2MnNiMo钢锻件等向性的有限元模拟研究

利用三维热力耦合有限元模型,对3Cr2MnNiMo钢锻造过程中锻件的温度场、应力场以及等效应变场进行了分析,预测了变形过程中的金属流动规律。通过对3Cr2MnNiMo钢进行热力模拟试验,获得该钢的高温热变形抗力,确定了其高温本构模型,并提出了采用方向累积变形功衡量锻件等向性的方法,对不同锻造方式锻件的等向性进行了分析。结果表明,采用热力耦合的方法分析不同的锻造过程,能反应锻造过程的基本特征,对减少生产成本,改善锻件成型质量具有重要意义。在有限元模拟条件下,采用方向累积变形功衡量锻件等向性符合实际,对优化锻造工艺有较好的指导作用。     

HIP法制备CuCr触头的真空电击穿特性

采用热等静压(HIP)固相烧结法制备了近乎完全致密、低氧、氮含量的CuCr合金材料,研究了在不同烧结温度下制备CuCr合金的Cr相颗粒度、电击穿场强及击穿区域,给出了CuCr合金Cr相粒子半径与击穿场强的关系式。结果表明:随着HIP烧结温度的上升,CuCr触头材料的Cr相颗粒度也将逐渐增大,导致真空电击穿场强减小,与此同时真空电击穿烧蚀面积增大,烧蚀坑深度逐步加深。     

模具钢锻造过程等向性能的有限元预测

提出锻造过程等向性的有限元计算方法,首先计算锻造过程中有限单元在X、Y和Z方向的变形功,然后对每个方向的变形功进行累积,根据等向性的定义计算所有单元的方向累积变形功之比。结果显示,采用径向十字锻造方法的两镦两拔锻造工艺下(2次镦粗比为2,2次拔长比为2)的H13钢等向性计算结果为0.50和0.47,试验实测结果为0.51和0.48;采用轴向反复镦拔法的一镦一拔、两镦两拔锻造工艺下(镦粗比为2,拔长比为2)的718钢等向性计算结果分别为0.76、0.81和0.92、0.98,试验实测结果分别为0.771、0.824和0.948、0.974,提出的模具钢锻造过程等向性预测方法,对于降低制造成本和优化锻造工艺具有重要的理论指导意义。     

B_4C_P/6063Al板材等应变速率挤压模具优化

针对B_4C_P/6063Al基复合材料伸长率低、塑性变形困难的特点,设计出适用于B_4C_P/6063Al板材的等应变速率挤压模具。基于热压缩模拟试验结果建立材料的本构方程。利用Deform-3D软件对采用所设计的等应变速率挤压模具和传统挤压模具的挤压过程分别进行有限元模拟,对比研究了采用两种模具时挤压过程中的坯料应力场、温度场以及坯料流动性。结果表明:采用等应变速率挤压模具较传统挤压模具所需最大拉应力减小了28. 5%,坯料在模具出口处的温度升高了0. 6%,模具出口的金属流速均匀性提高了44%。模拟结果表明,等应变速率挤压模具较传统挤压模具,更利于B_4C_P/6063Al板材成形。     

等通道转角挤压制备超细晶材料的最新研究进展

等通道转角挤压(Equal channel angular pressing,ECAP)方法是制备性能优异超细晶材料最常见的大塑性变形方法之一。模角、挤压路径、挤压道次、挤压温度和挤压速度等因素都会影响等通道转角挤压制备超细晶材料的性能;等通道转角挤压的模具也在不断地优化,如背压-等通道转角挤压(Back pressure ECAP,BP-ECAP)模具、可加热的模具以及在等通道转角挤压基础上形成的板材连续剪切技术等,这些新的模具可以改变ECAP变形过程中的组织均匀性。本文综述了等通道转角挤压制备超细晶材料的最新研究进展,并指出了几个需要深入研究的问题及方向。     

杂填土边坡稳定性分析及其抗滑桩优化设计

以某建筑场地边坡的实际地质条件为基础,建立了边坡稳定性的FLAC 3D数值模拟模型,分别分析了有无支护3种工况下的边坡稳定性,研究了边坡安全稳定系数随抗滑桩加固位置、长度和桩间距的变化规律,给出了合理的抗滑桩设计方法。结果表明:(1)边坡的最大水平位移和竖向位移出现在素填土层的坡顶和坡中位置,无支护条件下难以满足安全储备要求;(2)合理的抗滑桩加固位置可以将边坡安全稳定系数提高到满足安全储备要求,抗滑桩的最佳加固位置为边坡中部距底坡水平距离为34m处;(3)边坡的安全稳定系数随抗滑桩长度的增大和桩间距的减小而增大,抗滑桩的最佳长度和间距分别为20m和8m。     

仙泉煤业通风系统阻力测定分析

通过对仙泉煤业通风阻力的测定,经计算矿井等积孔A为5.24 m2,风阻R为0.0515 N·S2/m8,矿井通风阻力等级为小阻力矿井,通风难易程度为容易,同时对矿井的最大阻力线路进行分析,针对不同的区段找到最大阻力分布点,分析了产生的原因,为矿井通风系统优化提供了依据。     

深基坑工程对邻近车站结构的影响分析

以广东省珠海市某邻近车站结构的深基坑工程为背景,采用数值模拟分析方法,分析基坑开挖对既有车站结构的变形影响,同时研究基坑工程与车站结构的水平间距、坑底加固参数等因素对邻近车站结构和基坑变形的影响分析。计算结果表明,基坑与车站结构的水平间距在2.00H(H为基坑挖深)范围内,基坑开挖使车站结构发生明显地向基坑方向偏移的水平位移,在水平间距为0.75H范围内,车站结构发生背向基坑倾斜的竖向位移;在水平间距为2.50H范围内,既有车站结构对基坑围护结构水平变形存在限制作用;合理地增大加固参数能有效减小基坑变形和车站结构变形,但超过一定范围,加固效果不明显,还会增加工程造价。