点接触脂润滑弹流中无剪切流动层的研究

通过理论研究和数值计算，对非牛顿体弹流中存在无剪切流动层进行了初步探讨和研究，结果表明，无剪切流动层膜厚较薄，约比油膜总厚度小两个数量级，且分布较集中，在接触区内迅速增大，而接触区外又立即减小为零，计算表明，最大无剪切流动层膜厚随载荷的速度和增大而减小，但与椭圆率的关系较为复杂，呈抛物线关系，即当椭圆率取值为４－５时，最大无剪切流动层膜厚最大。     

理想粗糙表面的弹性全接触研究

在边界润滑（两个固体表面之间仅被一层物理或化学吸附膜隔开）条件下,两个粗糙表面发生滑动接触时,真实接触面积Ａ,通常远小于名义接触面积Ａｎ,但对于σ／β值较小的平缓表面,真实接触率Ａｒ／Ａｎ会很大,甚至发生全接触。这种情况易使表面发生粘着破坏,根据Ｓａｙｌｅｓ的滑动状态图以及理想粗糙表面接触力学模型,考察粗糙表面发生全接触的条件,给出在确定载荷上粗糙表面安全滑动接触时,表面斜率均方根值σｍ的变化范围     

双圆弧谐波减速器共轭啮合区混合润滑分析

为了给轮齿啮合区的加速寿命试验提供理论依据,更好地指导产品优化设计,以某型号谐波减速器为分析对象,基于包络理论求出柔轮与刚轮的齿廓方程,分析了啮合点的曲率半径、卷吸速度以及啮合区受载情况,综合考虑啮合区的宏观几何、真实表面粗糙度等因素,建立了柔轮与刚轮啮合区的混合润滑模型,通过分析润滑区膜厚比、摩擦因数等参数,定量研究了转速和温度对润滑性能的影响.结果表明:转速越高,平均油膜厚度和膜厚比越大,接触载荷比和接触面积比越小,润滑性能越好.当转速高于2 200 r/min时,啮合区由边界润滑变为混合润滑,接触载荷比和接触面积比较50 r/min时减小90%以上,摩擦因数减小一半以上,将转速控制在2 200 r/min以上有利于改善润滑状况;随着啮合区温度的升高,平均油膜厚度和膜厚比逐渐减小,接触载荷比和接触面积比逐渐增大,润滑状况逐渐变差.温度为60℃时,摩擦因数较10℃增加一倍以上,接触载荷比和接触面积比增加一倍以上,需严格控制谐波减速器工作温度在60℃以下.     

乏油工况下圆柱滚子线接触弹流润滑分析

建立了圆柱滚子在乏油工况下的线接触弹流润滑模型，并运用多重网格法计算得到线接触弹流润滑的压力和膜厚分布，研究乏油工况下供油膜厚、黏度等参数变化对弹流润滑特性的影响。模拟结果表明：增加供油膜厚，弹流润滑的膜厚增大且伴有颈缩现象，润滑压力在接触区近似为Hertz分布；黏度对压力影响较小，但对油膜厚度影响较大，随着黏度增加，油膜厚度减小；随着乏油情况的改善，接触区润滑膜厚增大，压力出现二次峰值，但供油量达到一定程度后润滑效果不再增强。     

串珠状溶洞影响下桩基竖向承载特性离心试验

为探明串珠状溶洞对桩基竖向承载特性的影响,采用离心模型试验,研究桩基穿越两层溶洞且置于下伏溶洞之上时,不同溶洞顶板厚径比下桩基荷载-沉降特征,竖向极限承载力变化规律,桩身轴力、桩侧阻力及分项荷载变化规律,与下伏无溶洞时进行对比,提出合理顶板厚径比取值方法。结果表明：桩基穿越溶洞后,下伏溶洞顶板厚径比对其竖向承载特性影响较大,与下伏无溶洞相比,厚径比由0.5增大到3.0时,桩基竖向极限承载力影响度由57.4%降至4.0%,厚径比大于2.5后,竖向极限承载力影响度小于5.0%;厚径比增大时,桩基所穿越的溶洞范围内桩身轴力几乎不衰减,上、中层溶洞顶板范围内桩身轴力衰减速度减慢,传递至溶洞顶的荷载较大;在溶洞内桩侧阻力几乎不发挥,随厚径比增大,在上层和中层溶洞顶板范围内桩侧阻力减小;厚径比增加时桩侧阻力和桩端阻力占比分别呈逐渐减小和增大的趋势,逐渐向摩擦端承桩转化,厚径比大于2后,与下伏无溶洞时相比,桩侧阻力减幅小于10%。建议串珠状溶洞区的桩基穿越两层溶洞且置于下伏溶洞之上时,顶板厚径比大于2.5即可忽略下伏溶洞对桩基竖向承载特性的影响,可根据桩基承载需求确定合理的顶板厚度。     

管坯壁厚不均匀缺陷对铜管游动芯头拉拔过程影响分析

针对铜管管坯表面存在壁厚不均匀缺陷,为分析壁厚不均匀对铜管游动芯头拉拔过程的影响,采用壁厚不均匀度作为壁厚不均匀评价指标,并利用有限元分析软件MARC,建立壁厚不均匀铜管游动芯头拉拔有限元模型,对铜管游动芯头拉拔过程进行数值模拟.结果表明:随着壁厚不均匀度的增加,拉拔力逐渐减小,且大致成线性递减趋势,并产生波动,波动幅值随着壁厚不均匀度的增加而增大;游动芯头轴向位移和芯头窜动量都随着壁厚不均匀度的增加而增大,但增加的幅值逐渐减小;等效应力在轴向和径向的梯度逐渐增大,容易造成铜管在拉拔过程产生拉裂现象.随着壁厚不均匀度的增加,等效应变在径向和轴向存在严重分布不均匀,应变梯度较大,容易使铜管发生扭曲变形.     

砻碾工艺条件对稻米籽粒力学特性的影响

为了探索砻碾工艺条件对稻谷籽粒力学特性的影响,以5种粳型和5种籼型稻谷为原料,设置不同轧厚比和碾白时间,分别进行稻谷砻谷和糙米碾白试验,然后测定经砻谷和碾白后籽粒的力学特性,并分析砻谷和碾米后籽粒破碎力的变化。结果表明:随着轧厚比的减小,糙米籽粒的压缩力、剪切破碎力和三点弯曲破碎力呈下降趋势,轧厚比对其所承载的压缩力的影响较大,对其所承载的剪切破碎力和三点弯曲破碎力的影响较小,品种间差异对其所承载的压缩力的影响较大,对其所承载的剪切破碎力和三点弯曲破碎力的影响较小;碾白后整精米籽粒所承载的3种破碎力随着碾白时间的延长而减小,其中,粳稻样品中有3种所承载的破碎力下降较为均匀,其所承载的压缩力、剪切破碎力受品种影响较大,而所承载的三点弯曲破碎力受品种影响较小;籼稻在碾白时间超过60 s后,所承载的3种破碎力下降快,品种间差异对其所承载的压缩力、剪切破碎力影响较大,对其所承载的三点弯曲破碎力影响则较小。可见,籽粒所承载的三点弯曲破碎力的大小可用于指导碾米工艺参数合理调整,以降低碎米率。     

分级循环荷载下保护层开采扰动煤岩强度及裂隙特性研究

针对回采时反复采动作用下的保护层开采扰动煤岩极易诱发巷道围岩失稳的问题,采用分级循环荷载模拟实际回采工程中采动应力的长期作用,研究保护层开采扰动煤岩在循环荷载作用下的力学强度及变形破坏特性.试验结果表明,在加卸载过程中,受保护层开采扰动煤样的体积膨胀变形明显,煤样内部结构破坏程度比未受保护层开采扰动煤样更高.在加卸载后期,受保护层开采扰动煤样表现为塑性破坏,未受保护层开采扰动煤样发生明显的脆性破坏.相比于未受保护层开采扰动煤样,受保护层开采扰动煤样的峰值强度下降,单位体积（直径为50 mm,高度为100 mm）内的煤样裂隙体积显著增加,峰值强度和裂隙体积占比均沿煤层走向分布较为均匀.处于断层带的未受保护层开采扰动煤样的彼此物性差异较大.受保护层开采扰动煤样比未受保护层开采扰动煤样更符合“煤岩破坏时,裂隙空间复杂程度与峰值强度存在反向对应分布”规律.     

圆钢管混凝土K型焊接相贯节点力学性能数值模拟

以圆钢管混凝土K型焊接相贯节点的试验研究为基础,利用试验的相关参数,对该种节点进行了非线性有限元参数分析,以研究这种节点的破坏模式及其应力分布规律.分析中考察了弦杆径厚比γ、腹杆与弦杆管径比β和壁厚比τ等参数对节点承载力、破坏模式以及承载效率的影响规律.分析结果表明:圆钢管混凝土K型焊接相贯节点的承载力、承载效率和破坏模式三者相互关联.当节点发生腹杆失效破坏时,β和τ值对节点极限承载力的影响较大,而γ值的影响很小;在此破坏模式下,节点的承载效率均接近于1.当节点发生冲剪开裂破坏时,γ和β值对节点极限承载力的影响较大,而τ值的影响很小.然而,在此破坏模式下,τ值对节点承载效率的影响较大.另外,对圆钢管混凝土K型焊接相贯节点的承载力计算方法进行了探讨,本文研究成果可为工程实践提供理论依据.     

大口径半球形基底膜层均匀性的分析

针对半球面大口径球形光学元件的膜层均匀性进行了理论分析研究。通过建立半球形基底内表面的数学模型,运用膜厚理论公式表达出内表面的膜厚分布。推算了蒸发源不同位置对膜层均匀性的影响,同时对理想点源、小面源和实际蒸发特性对膜厚的影响进行了分析。该研究工作对大曲率半球膜层镀制工艺具有一定的指导意义,在改善此种表面膜层均匀性上提供了理论依据。     

钢筋混凝土高剪力墙拟静力试验

目的研究钢筋混凝土高剪力墙在低周期反复荷载作用下受力性能.方法将剪力墙的横截面和配筋保持不变,只改变剪力墙的轴向荷载（轴压比）,对3片钢筋混凝土高剪力墙采用低周反复加载方式进行了试验,比较不同轴压比的剪力墙的破坏形态、破坏程度,以及对试验现象进行分析.结果3个试件剪跨比较大,在裂缝产生时滞回曲线有一个拐点,有明显的屈服荷载和明显的下降段,滞回曲线丰满,循环次数多,延性好,耗能能力强,刚度和承载力缓慢下降.结论在对钢筋混凝土高剪力墙恢复力曲线模型进行选取时,建议采用平顶刚度退化二线型模型或平顶刚度退化三线型模型.     

内置FRP约束混凝土的方钢管混凝土轴压承载力

钢管混凝土FRP混凝土（SCFC）组合柱是新近提出的一种新型组合柱形式。提出考虑外钢管与FRP的双重约束效果,采用双剪统一理论分析了SCFC组合柱外钢管、外层混凝土、FRP管以及内层混凝土的应力状态,根据静力平衡条件得到了SCFC组合柱的轴压承载力计算公式,其与试验结果能够较好吻合。分析了含钢率、FRP与钢的相对配置率、FRP径厚比以及FRP管直径对轴压承载力提高系数的影响,结果表明：随着含钢率的增加、FRP与钢的相对配置率的提高以及FRP径厚比的减小,SCFC组合柱轴压承载力提高系数都有一定程度提高;内FRP管直径与外钢管边长之比在0.65~0.75之间时,轴压承载力增益效果较好。     

分形粗糙面的主轴承弹流脂润滑分析

为探究弹性流体动压润滑(弹流润滑)状态下RV减速器主轴承接触表面之间的润滑特性,基于润滑脂的非牛顿特性以及粗糙表面分形理论,提出一种主轴承的点接触弹流脂润滑数值模型。首先,对该模型进行数值求解,得到脂膜压力、脂膜厚度的分布规律;然后,将其分别与其他点接触弹流润滑模型的数值结果和实验结果进行对比,验证了所建模型的正确性;最后,分析了主轴承表面光滑和粗糙状态下流变指数、分形维数、卷吸速度、载荷和润滑脂黏度对润滑性能的影响。结果表明:润滑脂的非牛顿性越明显,脂膜厚度越小且颈缩现象愈加不明显,接触区附近脂膜压力越符合赫兹压力分布,二次压力峰逐渐消失;考虑主轴承分形粗糙表面的弹流润滑特征更切合实际,增大分形维数,接触区真实接触面积增大,有利于降低脂膜压力,增加脂膜厚度;卷吸速度、载荷和润滑脂黏度对脂膜厚度分布的影响显著,对脂膜压力分布的影响较小;脂膜厚度以及最小膜厚越大,主轴承接触区脂膜不易破坏且越容易形成动压润滑。     

考虑弯矩作用梭形钢格构柱的稳定性能

通过弹性屈曲分析和考虑大变形的弹塑性非线性分析首次考察轴力和弯矩共同作用下梭形钢格构柱的稳定性能。首先提出梭形格构柱截面刚度变化率的概念并分析其弹性屈曲性能,进而考察弯矩作用对梭形格构柱稳定性能的影响,重点分析轴向应力、弯曲应力和剪应力的发展历程,文中还考察了分肢钢管间距及隔板厚度对稳定承载力的影响。结果表明,截面刚度变化率决定桅杆的弹性屈曲模态;屈曲模态为＂C＂形的桅杆,弯矩作用导致稳定承载力的降低程度小于屈曲模态为＂S＂形的桅杆;可通过调整分肢钢管间距获得梭形格构柱的最大稳定承载力,相应的分肢间距与＂C＂形、＂S＂形屈曲模态转换的临界分肢间距基本一致;增加隔板厚度对提高＂S＂形屈曲模态桅杆的稳定承载力更为有效。     

梁柱连接节点加劲肋设置原则

论述了钢框架梁柱刚性连接节点的处理方法 ,分析了该处的受力及破坏形态 ,提出了保证节点刚度和承载力所需的柱最小翼缘厚度和腹板厚度的计算公式及相应的措施。     

带栓钉钢板与外包混凝土剪力墙共同工作性能研究

为研究带栓钉抗剪键钢板在混凝土剪力墙中的锚固性能,进行了18个配置列阵栓钉抗剪键的内藏钢板混凝土墙板试件在单调连续加载下的推出钢板试验研究.试件设计中考虑了栓钉的直径、长度和数量,混凝土墙体厚度,钢板厚度,墙体分布钢筋配筋率等参数.在试验基础上,分析了钢板与外包混凝土之间的抗剪切极限荷载和滑移、钢板及栓钉应变、试件破坏形态等,研究了此类墙板的受力特点与破坏模式以及栓钉配置方式对墙板协调工作性能的影响.试验研究表明:在栓钉抗剪键面积一定的情况下,采用较小直径栓钉并加密栓钉的列阵布置可明显提高墙体的抗剪切承载力,在一定条件下钢板厚度的变化对承载力影响较小,内藏钢板剪力墙墙板应满足一定的厚度要求,栓钉的栓杆长径比λ应大于等于4.提出了适于内藏钢板混凝土剪力墙体设置列阵栓钉抗剪键的抗剪切承载力简化计算方法.     

材料填充对开槽轴承接触力与润滑性能的影响

轴承滚道界面的润滑状态及接触力对轴承寿命的影响十分显著,为提高圆柱滚子轴承寿命,提出了在轴承外圈开槽填充弹性体的方法。采用有限元法计算了不同槽宽及丁晴橡胶、尼龙1010、硬铝合金和紫铜四种填充材料对轴承内滚道和滚子接触力的影响。在此基础上,建立了考虑圆柱滚子轴承真实表面粗糙度混合润滑数学模型,分析了不同转速下不同填充材料对轴承润滑性能的影响。结果表明：轴承外圈开槽并填充弹性体对轴承的润滑状态和接触力影响显著;最大受载滚子与内滚道的接触力随着填充材料弹性模量的减小而减小,采用丁晴橡胶和尼龙1010填充材料可明显增加滚子接触个数,有效降低接触力。转速的增加会使油膜变厚、摩擦系数、接触载荷比、接触面积比、最大接触应力减小,采用丁晴橡胶填充材料轴承润滑性能最好。     

两边连接双层钢板剪力墙承载力性能研究

采用有限元软件ANSYS对上端简支、下端固定的双层钢板剪力墙进行静力荷载作用下的分析,研究了钢板厚度、混凝土厚度、跨高比、螺栓间距等因素对极限承载力的影响。结果表明,适当的混凝土板厚度,能有效的阻止钢板的侧向屈曲,对提高剪力墙的极限承载力存在有利影响;钢板的极限承载力随钢板厚度和跨高比的增大而增高,随螺栓间距的增大而降低,选取合适的材料厚度和尺寸对双钢板剪力墙在结构中的应用有重要的意义。     

水平成层土质边坡破坏机理研究

针对水平成层土质边坡的成层特性,建立室内模型试验模拟其承载特性以及破坏机理,运用FLAC3D数值模拟技术与室内模型试验相互验证分析,得到了层状边坡在坡顶加载情况下的荷载-位移规律、极限承载力、滑动面形态和位置。研究结果表明,极限承载力随分层厚度的增大而增大,而边坡高度对极限承载力的影响甚微。再运用FLAC3D数值模拟技术进行拓展分析,利用成层土坡与均质土坡破坏机理的联系得到了成层土坡剪出高度与加载宽度以及坡比的关系,同时得到了水平成层土坡不同破坏模式的临界坡比,所得结果对实际工程具有一定的参考意义。     

FRP-混凝土组合桥面板单调静力性能的试验研究

采用抗剪连接件将FRP板与混凝土板连接起来共同承担外部荷载,即形成了FRP-混凝土组合桥面板.开展了采用FRP开孔板连接件和环氧树脂2种方式连接的FRP-混凝土组合桥面板的单调静力性能试验,重点对其破坏形态、承载力、变形、滑移等进行研究.研究结果表明:组合桥面板的破坏均以FRP板与混凝土板的连接界面破坏为标志;采用FRP开孔板连接件连接的组合桥面板,在FRP板与混凝土板界面处的滑移增量随荷载增大逐渐加大,最大滑移量为0.55 mm,而采用环氧树脂连接的组合板在整个加载过程几乎没有滑移;采用环氧树脂连接的桥面板比采用FRP开孔板连接件连接的桥面板的抗弯承载力高22%,极限跨中挠度比后者小13.4%,这主要是由于FRP开孔板连接件滑移较大所致.