重载铁路车辆车轮与辙叉型面匹配研究

道岔是重载铁路最为薄弱环节之一,针对大秦重载铁路道岔的磨耗磨损问题,通过轮轨型面测量仪测得大秦线路磨耗后道岔型面数据,建立车辆车轮标准型面与不同辙叉型面的有限元模型,计算分析在轴重作用下的匹配情况.结果表明:车轮通过磨耗后辙叉时接触斑相对细长,使车轮与辙叉产生较大的应力集中,随着辙叉磨耗程度的增加,应力集中愈加明显;在不同轴重作用下,轴重的增加使接触斑面积增大,弹塑性变形也有助于降低轮叉接触应力的变化率.     

残余应力数值计算中的相变影响分析

本文基于目前残余应力分析研究的现状，提出了在残余应力数值计算中一种考虑相变影响的方法——“等效线膨胀系数法”．实例的数值计算结果与实测数据的对比分析表明本文对相变影响的分析是必要的，方法是可行的．     

残余应力及其表征参数对材料滚动接触性能的影响

为了深入研究残余应力对滚动接触的影响规律,建立了圆柱滚子轴承二维有限元简化模型,在施加不同残余应力的基础上进行弹塑性分析,并对残余应力的表征参数如梯度、大小和深度等进行了影响研究。结果表明：残余压应力能使弹性变形阶段的接触应力和塑性变形阶段的塑性应变下降;等大的残余拉应力则使二者增大更大的比率。通过参数研究发现：残余压应力梯度越小,塑性应变越小,残余拉应力梯度越接近0,塑性应变越小;残余压应力越大,塑性应变越小,残余拉应力越大,塑性应变越大;残余压应力加深一定值能够降低滚动接触塑性应变,从而提高疲劳寿命,残余拉应力的加深则会引起塑性应变和疲劳损伤的增大。     

横向受荷桩残余应力及残余变形计算

提出一个估算横向受荷桩残余应力和残余变形的方法,用大口径横轴向受荷钢管桩的离心试验结果和现场荷载试验结果进行了实例分析,获得较好效果.此外,还提出按荷载试验和按 p-y 曲线设计横向受荷桩时考虑残余应力的方法。     

残余应力数值计算中的相变影响分析

本文基于目前残余应力分析研究的现状,提出了在残余应力数值计算中一种考虑相变影响的方法——“等效线膨胀系数法”.实例的数值计算结果与实测数据的对比分析表明本文对相变影响的分析是必要的,方法是可行的.     

初始残余应力和切削残余应力对薄壁件加工变形的影响

为了研究毛坯件的初始残余应力和切削加工过程中产生的切削(残余)应力对薄壁件变形的影响,对铸造铝合金锥形体毛坯薄壁件进行钻孔法残余应力测试,根据测试结果分别建立包含初始残余应力的有限元切削模型、没有初始残余应力的有限元切削模型及采用有限元生死单元法的模型,并进行分析.3种模型的对比结果表明:初始残余应力与切削(残余)应力均对加工结束后工件的变形产生显著的影响,其中切削(残余)应力对于变形的影响最大.     

预拉伸对铝合金桶体焊接残余应力和变形影响的数值模拟

利用ANSYS软件模拟在有预拉伸应力和无预拉伸应力作用下,厚度为4mm的7075铝合金试板的焊接。结果表明：预拉伸焊接法可有效减小铝合金薄板焊后的残余应力和变形。预拉伸应力抵消了部分焊接区热膨胀产生的压缩应力,从而减小了压缩塑性变形,进而减小了冷却时焊接区域的拉伸应力,相应地远离焊缝区域的压缩应力也随之减小。     

刨削加工残余应力及其引起的变形研究

本文探讨了切削参数对工件表面最大残余应力和残余应力分布的影响规律,分析了刨削退火钢时工件表层产生残余拉应力的主要原因,讨论了薄板挠曲变形与表面残余应力之间的关系,提出了降低残余应力和减小薄板挠曲变形的措施。     

重载机车在不同牵引工况下的轮轨匹配分析

重载机车轴重增大及速度提高带来了严重的轮轨磨耗问题.针对机车在不同牵引工况下的轮轨型面匹配情况,应用轮轨型面测量仪实测机车车轮型面数据,将标准与磨耗后机车车轮型面分别和标准75 kg/m钢轨型面在对中位置匹配,建立机车轮对-钢轨三维有限元模型,并进行接触计算分析,得出如下结论:车轮踏面磨耗使轮轨间的Mises应力减小,其中标准型面的最大Mises应力点出现在轮轨表面下2~3 mm处,磨耗型面的最大Mises应力点更接近轮轨表面;牵引力使车轮的等效应力点较钢轨上的应力点位置出现纵向偏移,且随着牵引力的增加,纵向偏移量越大;车轮的踏面磨耗使轮轨接触斑中心更接近钢轨内侧轨距角;施加不同牵引工况时的轮轨横向切应力几乎不变;施加相同牵引工况时,车轮型面磨耗1 mm的轮轨纵向切应力大于标准型面,而车轮型面磨耗2 mm的轮轨纵向切应力小于标准型面.     

重载列车引起地面振动的实测分析

论述了重载列车引起周围环境振动的影响评估,结合某线重载铁路的一段地面振动实测加速度时程,分别在时域和频域内对实测结果进行了分析;采用1/3倍频程下计权振动加速度级作为振动评价量,发现重载列车产生的水平振动很大,与竖向振动相比不可忽略。结合我国新标准对环境振动进行评价,为铁路沿线构筑物的隔振减振设计提供一定的依据。     

厚板焊接中焊接残余应力的分布规律

通过对厚板焊接构进行条形切割解体，从而实测截面上焊接残余应力的大小，并根据统计理论，总结出厚板中焊接残余应力在截面上的分布规律。     

ZrTiAlN涂层的残余应力分析

采用有限元法分析Q235 A基ZrTiAlN涂层的残余应力,研究涂层厚度、过渡层对残余应力的影响。结果表明:层-基界面边缘处存在明显应力集中现象;涂层内的切向应力和轴向应力主要表现为拉应力,径向应力则表现为压应力。涂层厚度的变化对层-基界面应力的性质与分布影响很小;但随着涂层厚度的增加,界面处的切向应力增大,径向应力和轴向应力减小。加入过渡层后,涂层内残余应力明显减小,其中含有TiAl/Zr过渡层的涂层的切向应力、轴向应力和径向应力的最大值分别降低33%,25%和14%。     

基于超声波调控的残余应力分析

利用盲孔法测量不同焊接材料在有、无焊后消应力处理的表面堆焊焊缝残余应力,并对不同材料的堆焊试板进行焊后应力测试.结果表明:不锈钢堆焊试板的焊接残余应力大于碳钢堆焊试板的残余应力;不锈钢焊接材料堆焊试板经超声波消应力后残余应力有所下降;碳钢堆焊试板消应力效果更为突出,消应力后的平均最大残余主应力较消应力前下降了80％.     

基于全接触的鼓式制动器受力研究

为了更真实模拟制动器的工作状态,本文建立了鼓式制动器力学模型,并利用SolidWorks实体建模软件,建立鼓式制动器三维实体模型,同时将SolidWorks、HyperMesh和ANSYS相结合,对鼓式制动器全接触模型进行有限元分析。分析结果表明,在制动器工作状态下,凸轮轴的最大应力为1 253 MPa,分布在凸轮轴与制动凸轮交接处,超出了材料的强度极限;摩擦衬片的最大压力为5.192MPa,分布在从蹄靠近凸轮端,符合制动器工作的实际接触情况;制动蹄的最大应力为915.8MPa,分布在从蹄上制动凸轮促动力作用区域,这个区域出现了应力集中,应该对制动凸轮形状进行调整;支撑销的最大应力为226.2 MPa,分布在领蹄与支撑销接触区域,虽然没有超出材料的强度极限,但安全系数较小,应该适当增加支撑销轴轴径。该研究为鼓式制动器的改进设计提供了可靠依据。     

球塞泵定子轨道接触应力分析

基于球塞泵的运动学和动力学模型,得出球塞运动方程及运动轨迹,并推导出球塞在定子轨道任一位置时的受力;根据弹性力学理论和赫兹接触应力公式,反推出球塞在任意位置对定子内壁的接触应力及其分布。分析结果对球塞泵的优化设计具有重要指导意义。     

机械自紧火炮身管残余应力分析

为计算具有包兴格效应和卸载硬化效应的机械自紧火炮身管的残余应力,对卸载阶段的火炮身管进行弹塑性分析,得到火炮身管卸载阶段的弹塑性解和弹性解,再结合理想弹塑性材料模型加载阶段的弹塑性解,得到了火炮身管反向屈服半径、残余应力和残余径向位移计算公式.为验证公式的准确性,将理论值与实验值进行比较,误差很小.