疏浚管道金属材料冲蚀磨损性能*

疏浚工程中,输送管道内壁面受到泥砂浆的持续冲刷,导致管道冲蚀磨损严重。为选择输合理的输送管道材质,以提高疏浚管道的抗冲蚀性能,降低其维修和更换频率,采用冲蚀试验与理论分析的方法,以常见管材Q235为参照对象,对比5种可用于制作耐磨排泥管道的耐磨金属材料的冲蚀性能,包括Cr15铸铁、Cr26铸铁、Fedur®40合金、中锰钢、信铬钢。根据材料表面扫描电镜(SEM)图像,分析不同冲蚀角度下材料磨损类型。结果表明：冲蚀磨损过程中,各耐磨金属材料同时承受多种磨损作用,合金材料中起支撑作用的软质组分容易因切削、塑性疲劳断裂等因素而被剥离,而较硬的碳化物等组分则在松动后容易被颗粒撞击脱落;除Q235外,其余材料的磨损率均随着冲蚀角度的增加而增大;信铬钢、Fedur®40合金在中、小冲蚀角度下的耐磨性能表现优秀,若价格与加工性能合适,建议选作疏浚管道金属材料。     

刀齿切削角对绞刀生产效能影响的数值分析

为分析刀齿切削角对绞刀生产效能的影响,基于颗粒离散元PFC2D软件,对不同刀齿切削角下刀齿体切削过程进行建模与数值分析,获得了刀齿-土体相互作用过程中的土颗粒速度场、位移场特征及切削土体的破坏形态,并全程记录了刀齿功率的动态演化过程。结果表明,刀齿切削角度越大,其所需功率越大,切削角度从30°增大至45°、60°时,其最大功率分别增加约2.2、3.3倍;刀齿切削角度越大,土体破碎越好,越易于泵吸带离,而切削角度较小时切削下的土体呈长条块状,难于卷入进入绞刀中心。     

基于中粗砂土质输送工况的泥泵轴系疲劳寿命研究

绞吸挖泥船泥泵泵轴的断裂事故时有发生，直接影响疏浚工程的进度和效益。以厦门机场大小嶝造地工程为背景，3500 m³/h绞吸挖泥船的泥泵轴系为研究对象，建立了泥泵在流量11000 m³/h、泥砂粒径0.7 mm、混合物体积浓度20%工况下的疲劳寿命预测模型。通过对泥泵运转过程中的多相流场数值分析和对泥泵轴系瞬态动应力响应分析，提取泵轴关键节点处的应力时间历程数据，结合S-N曲线法和线性累积损伤原理，分析泵轴时域疲劳特性，预测相应工况下的泥泵轴系疲劳寿命。以此为基础，为进一步优化施工工艺和提升泵轴运转寿命提供建议。