钢丝缠绕拱梁立柱全剖分——坎合机架

重型承载机架是重型设备的关键部件,其整体制造触及到众多工艺和技术的极限能力,已成为重型工程的瓶颈。通过分析钢丝缠绕预应力承载机架的发展及其应用特性,提出基于钢丝缠绕预应力的重型拱梁立柱全剖分—坎合承载机架设计路线,以期解决200 MN级以上液压机主承载机架的制造难题。以400 MN单缸单牌坊模锻液压机承载机架的设计为例案,通过对其1∶10模型试验及有限元建模对比,分析拱梁立柱全剖分—坎合机架在特定力系(中心载荷、偏心载荷等)作用下的变形特性和承载能力,得出在一定的预紧系数下,拱梁立柱全剖分—坎合机架与整体机架在变形特性和承载能力方面具有相似性。因此对于承载达到200 MN以上的单牌坊机架,建议采用此结构。这一结构的应用将直接推动重型液压机及相关装备行业的发展。     

钢丝缠绕重型模锻液压机坎合结构的疲劳和寿命预测

剖分坎合是钢丝缠绕液压机的关键技术,坎合副的抗剪性及其抗疲劳性对模锻液压机使役期间保持机架完整性至关重要。坎合原理及抗疲劳性方面研究工作的不足限制了该技术的推广和应用。设计坎合疲劳试验夹具,对液压机本体小试样坎合结构进行切向等幅循环载荷疲劳试验。分析坎合结构切向循环载荷条件下三个阶段的载荷-位移循环特性;建立坎合结构疲劳指数模型,当载荷比R=0.1时,坎合结构疲劳量纲一载荷极限为tmax*F=0.74;研究量纲一切向载荷幅值与均值a m-**F F关系,得到坎合结构疲劳等寿命曲线;提出基于Miner线性累积损伤理论的坎合结构疲劳累积损伤准则。实现了钢丝缠绕模锻液压机坎合结构的安全性评估和寿命预测。     

重型钢丝缠绕预应力剖分－坎合结构概述

重型整体结构转变成螺栓预应力剖分－组合结构再发展到钢丝缠绕预应力剖分－坎合结构是科学、技术、工程发展的结果,预应力技术是推动这一发展的关键因素。从预紧件的许用应力、被预紧件的应力波动比、预紧系数、预紧刚度、剩余预应力、疲劳抗力、技术经济等多个角度系统分析这几种结构的优缺点和应用背景。着重指出重型螺栓预应力剖分－组合结构的原理性缺点,由于预紧件许用应力的限制,在重型和超重型结构应用中难以获得高的力学指标,预紧件须占据很大的空间且无法对被预紧件进行法向应力保护。详尽对比分析钢丝缠绕预应力剖分－坎合结构力学特性及应用于重型结构的优势,可提供高可靠性预紧力,被预紧件上的剩余压应力与预应力之比可达到50%左右,对防止子件间剪切错移十分有利。通过给出重型预紧结构设计参数优选表,为重型预应力结构的设计提供了科学的参考。     

重型机械领域中的预应力坎合连接原理及应用

预应力坎合连接技术是在重型机械领域中的一种剖分后的组合技术.在自然界中,由于生物长期进化的自适应性使生物能够产生很好的微观机械阻挡,从而形成连接的效应;在机械领域中,则需要通过高的表面接触应力,形成接触区的全塑性变形,达到双尺度机械阻挡和粘着效应,从而提高界面的抗剪能力.从生物学、弹塑性接触力学以及粘着理论的角度分析预应力坎合的基本原理,并用有限元和试验分析弹塑性接触和坎合结构的形成.在预应力坎合作用下,剖分件在预应场的作用下形成具有承载能力的整体件.此外,还介绍了预应力坎合原理在重型机械领域中的应用情况.     

重型液压设备承载结构连接形式

在回顾预应力钢丝缠绕液压机的发展和现状的基础上,抽象出液压机的基本力学模型,指出重型设备工程领域常用的三种连接结构形式,即冶金结合结构、键合结构和坎合结构。分别从连接形式、力学特征和应用特性等多方面对其进行了全面比较分析,阐明了各种结合结构的优缺点,同时也阐明了坎合结构在重型承载中的应用优势。通过例举我国多台自主建造的万吨级重型压机实施情况,说明坎合原理及其技术在重型压机中已经得到广泛应用,在重型装备等行业中具有巨大潜在市场。     

实验设计法用于钢丝接触焊的试验

采用高强度钢丝缠绕的机架,简化了压机机架的制造和加工。用钢丝缠绕的机架与常规的机架相比,在工作形变相同时机架重量轻。当压机达到最大公称压力时,机架仍在预应力状态下工作。这些都是靠钢丝缠绕的方法来获得机架中有利应力分布来实现的。     

基于有限元的大型模锻压力机钢丝缠绕动梁预应力测试

预应力检测对重型压机钢丝缠绕工艺来说至关重要。钢丝缠绕压机动梁结构复杂,缠绕时表面应力场分布无明显规律,测试难度大,目前动梁缠绕工艺的应力测试尚属空白,给工艺质量评价及工艺控制带来不便。应用有限元法对400 MN航空模锻压机动梁缠绕进行模拟,研究动梁缠绕时端面的应力场分布特征,确定动梁端面存在环形的径向、周向单向应力区,据此制定应变测量贴片方案,解决了重型压机动梁缠绕过程中预应力测试的难题。有限元计算结果与试验结果基本吻合,确保动梁缠绕工艺质量达到设计要求,也证实了这种基于有限元的应力测试方法的可行性。该方法对于其他复杂工程结构的应力测试具有借鉴意义。     

五千吨钢带缠绕式油压机预应力机架的计算和应力测试

近年来采用高强度钢丝(钢带)预应力机架的技术发展很快,它主要应用于冷锻、冷挤、板料成型、静液挤压、粉末成型和合成金刚石等液压机上。锻压机械的大型液压机,通常设计成三梁四柱式,随着压力与吨位的不断增大,这种结构显得笨重庞大,不仅尺寸大,耗费钢材多,而且加工、制造、安装、运输困难。钢丝(钢带)缠绕预应力机架具有结构紧凑、重量轻、节省金属、刚度大、抗疲劳能力较好等特点。因此,这种机架在工程中的应用日趋广泛。预应力机架是用钢丝(或钢带)将立柱和横梁缠绕成为—个整体结构,使立柱建立预压应力,而钢带上建立预拉应力。当施加工作载荷时,立柱压应力有所     

缠绕式挤压筒结构及缠绕层预应力分析

在大吨位挤压机的挤压筒结构设计中,预应力钢丝缠绕式剖分-组合挤压筒与传统挤压筒相比具有质量小、抗疲劳能力好、制造简单与成本低的优势。为了进一步减小质量,尝试设计一种斜端面的钢丝缠绕式剖分-组合挤压筒结构。这种结构在大质量支撑原理的作用下使缠绕层对芯筒的预紧能力显著增强。对斜端面芯筒的几何参数进行结构优化设计,得到确定最佳芯筒尺寸的方法。通过数值模拟比较得到,在相同的工作内压下,斜端面结构和平端面结构在预紧状态或工作状态下的芯筒应力分布基本相同,但斜端面结构的外径与芯筒质量小于平端面结构,且所需预紧力更小,对应的缠绕层钢丝使用量也可以减少,从两方面降低挤压筒模具的材料成本和制造难度。     

多向模锻制造技术及其装备研制

多向模锻又称为多柱塞模锻,可以在一次加热和压机一次行程中完成复杂形状、特别是带内腔或凹凸外形锻件的锻造。其锻件的性能好,并可提高材料利用率1倍以上,减少后续切削加工量。因此,多向模锻是一种精密优质、节能省材的绿色锻造技术。但大、中型多向模锻需要的重型多向模锻液压机,要能够在水平和垂直两个方向提供压制力。与普通液压机比较,多向模锻液压机在承载机架的设计与制造上存在较大的难度。针对此关键技术问题,提出基于预应力钢丝缠绕的"正交预紧机架"结构。利用预应力钢丝缠绕,对整体机架同时产生垂直和水平两个方向的预紧力,以平衡多向压制载荷。应用正交预紧机架设计制造的40 MN/64 MN多向模锻液压机,验证该新型结构的有效性和可行性。这一技术突破为在我国推广多向模锻制造技术,促进我国锻造行业的节能、减排和技术进步,奠定了技术保障。     

自内力加载装置的设计与实践

土木工程本科教学用自内力加载装置着眼于土木工程专业本科生实验教学工作。该装置由钢制自内力反力架、预应力混凝土梁和液压千斤顶组成,采用由下向上的加载方式加载,梁就位后上表面的高度在1.5m左右,方便观察和操作;预应力梁工作期间不产生裂缝,可开设预应力梁应力分布实验、混凝土电阻应变计精度校核实验。     

串联盘管道连续输送机牵引钢丝绳运动分析及驱动轮齿数的确定

串联盘管道连续输送机用钢丝绳串联的串联盘由驱动轮驱动。驱动轮旋转时 ,轮齿依次与串联盘结合 ,推动串联盘连续运动 ,将驱动轮旋转的转矩变成直线牵引力。钢丝绳绕经驱动轮时部分成圆周缠绕 ,一部分是直线缠绕。本文主要分析驱动轮齿数对钢丝绳直线运动过程中运行阻力及其速度和加速度影响 ,确定驱动轮合理齿数。     

预应力混杂FRP布加固混凝土梁的抗弯性能试验及裂缝发展模拟研究

预应力混杂FRP布加固混凝土梁是一项新的加固技术,对该加固混凝土梁的抗弯性能进行了试验研究,分析了加固后混凝土梁在荷载作用下三分点加载全过程及破坏形态,对比分析了加固混凝土梁的屈服荷载、极限荷载、变形、裂缝分布及扩展情况,研究了有效预应力、混杂纤维配比对加固混凝土粱抗弯性能的影响。基于分层单元理论建立了加固混凝土梁的计算模型,并对典型加载的混凝土裂缝分布及扩展进行了模拟,实现了裂缝可视化分析,研究结果为实际工程提供了参考。     

具有微织构形貌的结合面法向接触刚度分形模型的研究

研究微织构结合面上的表面形貌参数对结合面法向接触刚度的影响。根据微织构表面的形貌特征,将微织构表面分为织构前表面和织构区域两部分,由分形接触理论计算出织构前表面上微凸体的基本参数,忽略织构区域底部未接触部分,将微凸体在接触载荷作用下的变形分为三个阶段:弹性阶段、弹塑性阶段、塑性阶段。由接触力学理论,首先建立织构前表面上单个微凸体的法向接触刚度模型。然后由微观到宏观,结合微织构表面的织构形貌特征,构造整个宏观微织构结合面的法向接触刚度计算模型,研究不同的表面形貌参数对于微织构界面上法向接触载荷、微凸体因载荷产生的变形以及法向接触刚度的影响。经过仿真分析之后,结果表明,当微织构结合面的法向接触载荷不断增大时,结合面的法向接触刚度总体呈单调上升趋势;并且随着织构密度的增加,结合面上由于织构形貌的存在,使得一部分微凸体未产生变形,从而减小结合面的法向接触刚度,并且当法向载荷增加时,这种效果会更加明显;在相同的接触载荷下,塑性指数越高,处于塑性变形状态的微凸体就越多,从而使具有微织构形貌的结合面的法向接触刚度变大。     

冷变形和热处理对Ag-4Pd键合合金线性能影响

通过对Ag-4Pd键合合金线冷加工和热处理过程中的微观组织与性能进行研究,分析了冷变形加工率和热处理温度对Ag-4Pd键合合金线力学性能、组织结构和熔断电流的影响。研究结果表明:Ag-4Pd键合合金线随冷加工率增长,强度增加,伸长率降低,滑移和孪生变形为主要形变类型;随着热处理温度的增加,?0.050 mm Ag-4Pd键合合金线拉断力下降,伸长率增加,525℃热处理时,Ag-4Pd键合合金线具有优秀的力学性能;进一步增加热处理温度,Ag-4Pd键合合金线出现孪晶组织,且孪生形核及亚晶吞并长大形核为主要形核方式;热处理过程中施加在线材上的拉紧力过大,导致Ag-4Pd键合合金线表面呈凹凸不平的微小竹节状;经试验数据拟合,Ag-4Pd键合合金线电阻值随热处理温度升高而降低,其熔断电流与熔断时间之间存在指数函数关系,Ag-4Pd键合合金线熔断电流与弧长之间存多项式函数关系。     

滑块型直线驱动并（混）联机构新型驱动装置及其变胞性研究

提出将钢丝伺服驱动作为并（混）联机构的驱动方式,该驱动方式是一种新型的具有较高精度的直线驱动方式,其原理为：通过伺服电机驱动使钢丝绳规则有序地缠绕在卷筒上并拖动滑块平台实现较长距离的往复直线运动。设计了一种单轴钢丝绳伺服精密直线驱动装置,介绍了其结构组成和工作原理,建立了其运动学计算模型;同时还研究了滑块型直线驱动并（...     

某在役钢筋混凝土简支空心板桥静力性能研究

桥梁荷载试验是直接了解在役桥梁结构实际工作状态,评价其在设计使用荷载下工作性能的有效方法。结合某预应力简支空心板桥,介绍了相关检测内容和检测方法,通过静载试验获得各工况下该桥控制截面的挠度与应变值,并研究其荷载横向分布规律和残余变位等重要指标,以综合评估其承载能力和工作状态。理论研究和试验结果对比分析可知,该桥各片板梁的横向联系良好,无单板受力现象,且残余变位在规范容许范围内,结构处于弹性工作阶段。本文的研究方法可供工程设计参考。     

表面粗糙度对滑动电接触磨损率的影响

在电气化铁路弓网系统中,磨损率是衡量列车运行状态与接触导线使用状态的重要指标。为了充分模拟弓网系统中磨损率情况,利用自行搭建的滑动电接触摩擦磨损试验机对滑板和接触导线进行摩擦磨损试验,分析滑板表面粗糙度、法向压力、接触电流与运行速度对磨损率的影响。得出结论:滑板磨损率随滑板初始表面粗糙度、接触电流、法向压力、运行速度的增加而增加,而高载荷下粗糙度对于磨损率的影响降低;滑板摩擦从磨合期进入稳定摩擦期存在一个临界表面粗糙度,当滑板初始表面粗糙度值等于临界粗糙度值时,其磨损率最低;不同初始表面粗糙度的滑板在跑合期内磨损过程不同,在稳定摩擦期内磨损过程趋于一致,且摩擦试验后滑板表面粗糙度也接近。     

Characterization of the Li beam probe with a beam profile monitor on JET

The lithium beam probe (LBP) is widely used for measurements of the electron density in the edge plasma of magnetically confined fusion experiments. The quality of LBP data strongly depends on the stability and profile shape of the beam. The main beam parameters are as follows: beam energy, beam intensity, beam profile, beam divergence, and the neutralization efficiency. For improved monitoring of the beam parameters, a beam profile monitor (BPM) from the National Electrostatics Corporation (NEC) has been installed in the Li beam line at JET. In the NEC BPM, a single grounded wire formed into a 45° segment of a helix is rotated by a motor about the axis of the helix. During each full revolution, the wire sweeps twice across the beam to give X and Y profiles. In this paper, we will describe the properties of the JET Li beam as measured with the BPM and demonstrate that it facilitates rapid optimization of the gun performance.     

电火花线切割加工中线电极的动态特性仿真与实验研究

研究慢走丝电火花线切割加工中电极振动对加工状态的过程的影响。应用计算机仿真技术,分析连续放电力作用下线的振动模态以及对放电点转移和分布的作用。结果表明,加工工艺参数明显影响放电点的转移与分布,适当地选择工艺参数可获得最佳的放电分布率。该研究对提高慢走丝加工稳定性,防止断丝的发生提供了相应理论依据。