环境对316L钢塑性疲劳短裂纹萌生与扩展行为的影响

研究在对称恒幅塑性应变（Ｒ＝－１，△εＰ＝２×１０－３控制下，真空条件及温度效应对３１６Ｌ钢的塑性疲劳短裂纹萌生和扩展行为的影响。通过观测表面主裂纹长度及裂纹密度随循环周次发展规律给出材料表面损伤的定量分析。结合对表面主裂纹长度与深度的分析建立起疲劳短裂纹前沿扩展速率与循环Ｊ积分及基于塑性应变控制下等效应力强度因子的关系。     

环境对橡胶材料应变疲劳寿命的影响

研究了哑铃状橡胶试样在对称恒幅应变下的疲劳寿命及空气、氮气、蒸馏水环境对其疲劳寿命的影响。结果表明，相对于空气环境而言，橡胶的疲劳寿命在惰性气体（氮气）中有一定的提高，而在蒸馏水中无明显变化；橡胶材料的疲劳寿命服从Ｍａｎｓｏｎ－Ｃｏｆｆｉｎ关系；可用５０％疲劳寿命下的循环耗散能Ｗ规范地表征材料的疲劳寿命，其结果与试验环境无关。     

铸钢车轮材料在600℃-200℃循环温度幅下热疲劳断裂行为探讨

研究了铸钢车轮材料在循环温度幅600-20℃下的热疲劳断裂行为。研究发现，试样表面氧化较为严重，表面开裂加速了次表层裂纹的形核扩展。断口裂纹以沿晶为主，并有少量穿晶裂纹，表明高温蠕变对热疲劳试验过程有着相当的作用。同时，断口的破坏和表面的破坏起到了相互促进的作用。     

用切口尖端单元分析各向异性材料中多边形孔奇异性应力场

该文提出了一种基于全数值方法的新型杂交元方法, 用于研究各向异性复合材料中多边形孔奇异性应力场干涉问题。该方法的建立分3 个步骤:首先, 用一维有限元方法求解各向异性材料切口尖端奇异性应力场数值特征解;然后, 采用杂交有限元列式构造一种超级切口尖端单元, 其中, 假设应力场和位移场是利用上述奇异性场数值特征解推导出来的;最后, 将上述超级切口尖端单元与传统4 结点杂交应力元组装, 得到新型杂交元方法。算例中, 将裂纹问题作为考核例, 并进一步考察双菱形孔和双矩形孔的奇异性应力干涉问题。算例表明:当前模型能降低单元数, 且精度好;与传统有限元法和积分方程方法相比, 该模型更具有通用性和高效性, 为各向异性材料的细观力学分析打下了基础。     

多轴载荷下车轮辐板裂纹扩展特性研究

针对车轮在运行过程中的典型运用工况,采用有限元方法数值模拟了不同运用条件下车轮的机械应力分布,选取辐板最高应力部位作为裂纹的萌生位置。根据线弹性断裂力学理论研究了辐板裂纹在二轴载荷下的应力强度因子和T应力,最后结合Paris疲劳裂纹扩展方程及裂纹扩展门槛值,得到了二轴载荷下辐板表面裂纹的扩展特性和规律。从而得出了二轴载荷条件对辐板表面裂纹扩展的影响。分析结果表明:典型工况下,车轮辐板外侧处于受压状态,内侧处于受拉状态而且变化幅值较大。车轮辐板的内外表面的应力不同,使得辐板同时承受了弯矩,并且弯矩的周向分量和径向分量近乎于正比。由于T应力的影响,车轮辐板裂纹扩展速度比不考虑此应力时的值较为偏低。分析结果对预防车轮疲劳失效、优化车轮设计、保障行车安全,具有重要意义。     

小应力循环对C70_E型车体疲劳损伤的影响研究

在北京—成都铁路通用线路上做动应力测试试验,试验车组由一辆被测试的C70E型通用敞车和一辆搭载测试设备的NX70型通用平车组成。实测得到C70E型敞车车体疲劳关键部位的应力时间历程。为更准确地研究C70E型敞车车体的疲劳强度,对比分析编制应力谱时取舍应力循环的不同方法,设置不同取舍门槛值,采用雨流计数法将线路实测的时域信号转化为频域信号,编制应力谱。结合Miner线性累积损伤理论,对比分析不同门槛值求得的应力谱对应的疲劳损伤,结果表明小应力循环对车体疲劳损伤有影响。综合考虑结构强度分析的工作量和小应力循环对疲劳损伤的影响程度,以应力范围(最大应力幅值-最小应力幅值)的5%作为编制应力谱的取舍门槛值较为合理。对比各关键部位损伤值,得出车体相对比较薄弱的部位是靠近一位端侧的一位枕梁下盖板与中梁焊接部位和大横梁与侧梁焊接部位。估算C70E型敞车车体的疲劳寿命,满足650万km的设计和运行要求。     

重载货车车轮踏面制动辐板热应力分析

采用大轴重货车是解决我国铁路货运能力不足的主要途径之一,然而提高轴重意味着车轮踏面所受的制动热负载将会增大,这可能导致大轴重货车车轮辐板热损伤加剧。因此,有必要通过对不同轴重车轮热应力的对比分析,揭示轴重大小对车轮辐板损伤的影响规律,为制定大轴重货车运行和制动条件提供支持。提出研究此问题的新思路,采用热弹塑性有限单元法,模拟在热处理工艺过程中车轮辐板残余应力分布状况,使得车轮存在仿真制动工况所需的初始残余应力。对重载运煤专线—大秦线全程循环制动进行模拟,计算得到车轮制动功率—时间历程,仿真在此工况下30 t重载货车车轮辐板的温度场和热应力场的分布状况。计算比较21 t、25 t和30 t轴重货车车轮在大秦线全程循环制动中热应力和制动完全结束后的残余应力的变化规律。结果表明,车轮在热处理后,车轮辐板残余应力是不可忽视的。随着轴重的增大,车轮辐板将承受更大的热应力和残余应力。     

铁路列车制动盘常用材料的热疲劳性能研究

采用自行设计的热疲劳试验装置．试验研究了铁路列车制动盘常用的几种材料的热疲劳性能，并初步分析了影响热疲劳性能的各因素，为制动盘选材提供了依据。     

基于Marc的空气弹簧横向特性分析

为实现空气弹簧的横向特性和强度分析,基于有限元非线性接触技术,用Marc对空气弹簧的非线性横向刚度特性进行数值模拟,分析最大横向力作用下空气弹簧各部分的应力分布,横向刚度计算结果与试验结果基本一致,表明空气弹簧的建模与仿真方法的合理性,为空气弹簧优化设计和特性分析提供参考.     

橡胶夹层/复合材料粘接界面疲劳裂纹扩展行为的研究

用 型加载下的双悬臂夹层梁试样 ,以应变能释放率为裂纹扩展参量 ,研究橡胶夹层 /复合材料粘接界面疲劳裂纹的扩展行为。结果表明 ,循环载荷下的裂纹扩展速率对试验频率、载荷比、温度及橡胶夹层厚度反映较敏感。