某动车组用水箱的路谱振动疲劳分析

采用振动疲劳分析方法对某公司设计的某动车组用水箱进行了可靠性研究。对该水箱进行了振动模态分析,得到水箱的前8阶固有频率;在模态分析基础上进行随机振动分析,计算出三个方向上的随机振动的1σ应力。利用随机振动分析的应力结果,根据高斯三区间法和Miner定律进行随机疲劳寿命分析。结果表明,该水箱的疲劳寿命满足要求,并且有较大安全系数,可以进一步进行优化设计。     

应力控制下7075-T651铝合金的疲劳断裂行为

在不同应力幅下(60%σ_s,70%σ_s,80%σ_s,90%σ_s,σ_s为试验合金屈服强度)对7075-T651铝合金进行了应力控制下的疲劳试验,研究了其循环应变响应,观察了疲劳断口形貌、表面损伤形貌以及显微组织,分析了疲劳裂纹的萌生及扩展机制。结果表明:试验合金中析出了微米级的Al7Cu2Fe颗粒、纳米级的η′(MgZn2)相和尺寸较大的η(MgZn2)相,此外,还存在尺寸为3~10nm的细小球状GP区;在较高应力幅(80%σ_s,90%σ_s)控制下,试验合金表现出先软化后硬化直至断裂的疲劳行为,而在较低应力幅(60%σ_s,70%σ_s)下则先软化后明显硬化并趋于稳定;试验合金主要发生微孔聚集韧窝型断裂,在较高应力幅下,裂纹源位于粗大夹杂物Al7Cu2Fe和第二相MgZn2处,位错大量缠结,而在低应力幅下,裂纹源位于基体轻微撕裂处,位错形态为分散的短或长直位错线。     

水-相变材料复合蓄热装置的充放热特性研究

研究了一种新型的水-相变材料复合蓄热装置,在水箱的上部添加少量相变材料,设置2个均流孔板将水箱分为高温段、低温段和过渡段,并对其蓄热特性进行了试验研究,分析了充热、放热过程中水箱内的温度分布,以及相关因素的影响.试验测试表明:(1) 水-相变材料复合水箱在充热和放热过程中,均存在着明显的温度分层;(2) 对于充热过程,流量越小,充热温度越稿,分层效果越明显;(3) 对于取热过程,相变材料能有效提高较高温度热水的供应量.     

基于TFER及退化趋势相似性分析的轴承剩余使用寿命预测

为了解决传统退化指标对轴承退化起始点的敏感性差,以及退化指标趋势偏移导致无法准确预测风力机轴承剩余使用寿命(RUL)的问题,提出了一种基于Teager能量算子-故障能量比(TFER)与退化趋势(DT)相似性检测相结合的双指数轴承RUL预测方法。首先,通过计算原始信号的TFER值,根据4σ原则确定轴承退化起始点,提取了TFER值趋势特征作为退化指标;然后,采用历史TFER值拟合双指数退化模型,通过分析最新TFER值与拟合曲线的相似性,选取了最佳DT段;最后,通过外推相似性最佳的DT段至失效阈值,进行了风力机轴承RUL预测。实验结果表明：该预测方法对退化起始时间点的检测精度达到98%,与原始指数模型、长短期记忆神经网络(LSTM)以及支持向量回归(SVR)相比,该方法在轴承RUL预测精度上分别提高了10.04%、6.29%、5.22%。该方法不仅提升了风力机轴承的预测性维护精度,还对降低运营成本和提高维护效率提供了有力支撑。     

PV/T与热泵一体化系统中蓄热水箱温度分层性能研究

选取太阳能PV/T与热泵一体化系统中的蓄热水箱作为研究对象,通过试验与数值模拟的方法,分别研究不同流速工况(0.10,0.15,0.20 m/s)以及不同蓄热水箱结构对其温度分层性能的影响。结果表明,在0.10 m/s流速下,进、出水口温差约为2 ℃,且进水流速越大,进水口与出水口之间的温差越小;结构1水箱的取出效率为11.44%,结构2水箱的取出效率12.43%,所以进、出水口位置分布越远,水箱温度分层效果越好。     

PN6.5 MPa DN550锚固法兰设计及试验研究

根据某输油管道设计条件及要求,对PN6.5 MPa DN550锚固法兰的选材、结构设计、应力计算与强度校核、焊接试验、压力弯曲试验等方面进行研究。分析认为选用07Mn Mo VR钢锻制锚固法兰较为合适。锚固法兰以GB 150中宽面法兰为模型设计结构和关键尺寸,并参照相关法兰和GB 50253中埋地输油管道及附件的设计方法进行应力计算与强度校核。锚固墩单位面积承受压力Fw(4.78 MPa)小于抗压强度设计值Fc(14.3 MPa),锚固法兰环向应力σh(152.7 MPa)、轴向应力σa(61.7 MPa)、弯曲应力σf(37 MPa)均小于许用应力[σ](173 MPa),结构强度符合设计标准。焊接和压力弯曲试验结果表明,07Mn Mo VR锚固法兰与L415M袖管焊接后的质量及结构强度、承压能力均满足设计要求,整体性能和质量安全可靠。     

镀金层机械性能的研究

为了设计电镀零件的结构,并确定其最佳使用规范,必须知道镀层的机械性能(硬度、抗拉强度σ_B、屈服极限σ_(0.2)等)。已经知道,金属材料的σ_B、σ_(0.2)与硬度之间存在线性关系:σ_B=b HB;σ_(0.2)=a HB+C (1)对于动力设备用的极大多数钢和金属材料:σ_B=0.345HB(兆帕) (2)σ_(0.2)=(0.25HB-19)(兆帕) (3)在研究某些电镀层的机械性能时,同样     

疲劳极限应力图线的表达式与试验研究

本文推导了只含有一个待定常数的二次多项式拟合方程σ_a=[1-pσ_m/σ_b-(1-p)(σ_m/σ_b)~2),对该方程作了较详尽的评定分析,并就我国常用的正火45、调质40Cr、16Mn和A3四种钢材的单向拉伸疲劳极限应力图线进行了试验研究。理论分析和试验结果均表明,本文引荐的拟合方程具有普遍的适用意义,由此引起的最大相对误差一般不会超过15％。文中还给出了上述四种钢材的拟合方程。     

拉力试验用的伸长率计算尺

金属材料的拉力试验,是工厂理化试验室日常试验工作中最多的一项试验。这是因为这种试验中所获得的结果,在许多场合已经足够正确的用来判断材料其他各种变形(如弯曲、扭转、压力、剪切时的性能)作为设计之依据;另一方面是因为这种试验较之一般试验简单易做。 拉力试验,除了一般必需测定材料的拉力强度极限(σb)、和屈服点(σs)两种特性数字外;试样的相对伸长率(δ%)和断裂寸的断面相对缩小度(φ%),也是需要测定的(指塑性金属而言),因为它是说明材料塑性的主要特性数字。 相对伸长率是断裂后试样长度的增加量和原有计算长度之比,即…………(1…     

公共卫生间自动冲水装置

自动冲水装置采用洪吸原理进行工作,何时放水可调节紫铜管在水箱内的高度及水在单位时间内的流量。当水箱内的水一遮住紫铜管④后水箱内的水经管(13)排出水箱外。该装置由14部分组成。水箱①,其容量视坑位的数量而定;角铁②主要用于固定开启阀,规格3×3mm;螺栓③为M8双头,一头固定在角铁上,另一头固定在件⑩、(11)、(12)上(一方面将⑩、(11)、(12)紧密地连在一起,另一方面也将其(11)紧贴于件(13)上,防止泄     

2D-C/SiC基体开裂应力的预测

考虑基体和纤维的力学性能随温度的变化而改进已有的模型,预测二维编织碳纤维增强碳化硅复合材料(2D-C/SiC)在室温和高温下的基体开裂应力(σmc)。将预测值与试验值进行比较。结果表明:ACK(Aveston-CooperKelly)模型和Evans公式不能很好地预测σmc随温度升高而变化的趋势。在考虑热残余应力对σmc的影响后,获得Budiansky公式和Mei公式修正的ACK模型和Evans公式,修正后的公式预测σmc的精度提高。在900℃¹ 300℃范围内,经Budiansky公式修正的ACK模型和Evans公式的预测值与试验值吻合较好。经Mei公式修正的Evans公式较理想地预测室温1 300℃范围内,经Budiansky公式修正的ACK模型和Evans公式的预测值与试验值吻合较好。经Mei公式修正的Evans公式较理想地预测室温¹ 300℃之间的σmc。     

水泵与水箱供水系统的水箱容积的商榷

通过对水泵和水箱联合供水系统中水箱工作状态的分析 ,提出水箱有效容积 (不包括消防储量 )应分为水箱调节水量和储备水量两个部分。对储备水量的现值进行了分析 ,给出了水箱有效容积的计算方法     

Q345D钢高温力学性能试验研究

在Gleeble1500D热力模拟试验机上,对Q345D钢在室温(20 ℃)、500 ℃、550 ℃、600 ℃、650 ℃、700 ℃、750 ℃不同温度条件下进行拉伸试验研究,通过回归分析,得出屈服强度σs、极限强度σb、弹性模量E等力学性能随温度变化的规律.在500 ℃～750 ℃之间,Q345D钢的屈服强度σs、极限强度σb随温度升高而降低,而弹性模量E的变化不大.     

Ⅰ、Ⅱ复合型疲劳裂纹扩展的探讨

本文提出了一个Ⅰ、Ⅱ复合型裂纹疲劳扩展的模型,分析得到疲劳裂纹扩展速率其中Δk_σ为拉应力强度因子,F为与应力状态有关的参数。ΔK_σ=cos~2θ/2(ΔK_Ⅰcos θ/2-3ΔK_Ⅱ sinθ/2) 分析表明拉应力强度因子幅度ΔK_σ是支配Ⅰ、Ⅱ复合型疲劳裂纹扩展的力学参量。作者用18CrNiWA钢进行了纯Ⅰ型和Ⅰ、Ⅱ复合型的三点弯曲和偏裂纹三点弯曲的疲劳试验。试验结果与上述半经验公式符合良好,并且表明,(1)Ⅰ、Ⅱ复合型和Ⅰ型裂纹扩展遵循同一规律,只要在Ⅰ、Ⅱ复合型状态下用拉应力强度因子幅度ΔK_σ代替Ⅰ型时的AK_1即可;(2)Ⅰ、Ⅱ复合型疲劳裂纹扩展的拉应力强度因子的门坎幅度值ΔK_(σth)等于Ⅰ型裂纹的门坎值ΔK_(Ⅰth)。     

基于参数Z_c预测25Cr35Ni耐热钢的蠕变行为与持久寿命

在不同温度T和不同应力σ下对25Cr35Ni耐热钢进行蠕变试验,引入参数P对不同蠕变应变下的温度和时间进行归一化处理,分析了(P,σ)数据点随蠕变应变的变化规律,引入参数Z_c分析了数据的分散程度并使用蠕变应变为5.0%下的试验数据对持久寿命进行了预测。结果表明:随蠕变应变的增加,σ-P曲线趋近于断裂曲线,Z_c先迅速增大后趋于稳定,(P,σ)数据点与其对应拟合曲线的偏差减小;基于Z_c参数法预测得到的持久寿命与实测持久寿命接近,数据分散程度较小。     

停放环境下飞机材料疲劳性能的退化规律

对2A12-T4铝合金试样进行了加速环境试验,模拟自然停放环境对飞机停放不同日历年后的影响;并进行疲劳试验,通过试验数据,计算得到试样的细节疲劳额定强度(σDFR),拟合得σDFR与停放时间的函数关系式。结果表明:随着日历时间的延长,材料的σDFR呈线性下降趋势;且在自然环境下停放12a的退役飞机上同种材料的实际σDFR与其计算得到σDFR的误差极小。     

基于GG模糊聚类的退化状态识别方法

针对轴承等机械设备的性能退化状态识别问题,研究并提出一种基于GG(Gath-Geva)模糊聚类的退化状态识别方法。首先分析轴承性能退化过程中的基本尺度熵演化规律,分析该参数的单调性与敏感性。考虑到退化状态在时间尺度的连续性,构建包括基本尺度熵、有效值以及退化时间的三维退化特征向量,并采用GG模糊聚类方法对轴承性能退化状态的不同阶段进行划分,实现对性能退化状态的识别。采用来自IEEE PHM 2012的轴承全寿命试验数据进行实例分析,并与模糊C-均值聚类(FCM)、GK(Gustafaon-Kessel)算法进行对比,结果表明,方法聚类效果更优,同一退化状态内的时间聚集度更高。     

12CrMo钢的显微组织对低温拉伸性能的影响

本文通过时12CrMo钢进行不同温度淬火、200℃回火以及正火的试棒,在室温～-196℃范围内进行光滑和缺口拉伸试验,初步探讨了显微组织对低温性能的影响,试验结果表明:低碳马氏体(包括以低碳马氏体为基加少量条状铁素体组织)比铁素体为基的其它混合组织具有优越的低温强度和塑性,较低的低温缺口敏感性(σ_o/σ_(bN))。     

相变蓄热水箱温度特性的试验研究

相变蓄热技术是提高太阳能系统利用效率的重要途径之一。本文搭建了一套相变蓄热水箱试验系统,在初始水温80 ℃、进水温度5℃的工况下,测试得到了水箱内各温度点随无量纲时间的变化,在进水流量分别为1,3,5,7,9 L/min时,基于MIX number和填充效率分析法,深入分析了相变蓄热水箱的热特性。基于三水合醋酸钠研究的试验结果表明,当水箱温度为80 ℃时,普通水箱、PCM48和PCM58的能量分别为18.81,19.34,19.07 MJ。进口流量相同时,相变蓄热球越靠近水箱进口,水箱的热分层效果越好。     

残余最大主应力与振动焊接参数的相关性分析

采用试验分析、数理统计的方法研究不同参数下的振动埋弧焊残余最大主应力(σmax)。结果表明:在较小焊接热输入(22.8kJ/cm)下,σmax随着振动加速度的增大而减小,且趋势明显;在中等焊接热输入(26.6kJ/cm)下,σmax在10m/s2的振动加速度下残余应力最小;而对于较大焊接热输入(31.6kJ/cm),σmax也较大,只有振动加速度达到15m/s2时σmax才有明显下降。建立了焊接热输入、振动加速度与残余最大主应力的相关性关系曲线,确定了以降低残余应力为主要目标的最佳工艺参数,认为焊接热输入在22.8~32kJ/cm范围时,振动加速度选取在10~15m/s2范围内,可获得较低的残余最大主应力。