复合材料人行道支架设计及性能验证

设计了一种主要用于铁路桥梁人行道的复合材料人行道支架。相比原钢制人行道支架，该复合材料人行道支架可减重50%～85%。对复合材料人行道支架进行了有限元分析，仿真计算结果表明该复合材料人行道支架的强度和刚度均满足铁路桥梁人行道使用的技术要求，经过试验验证，该复合材料人行道支架产品的计算分析结果与试验结果基本吻合。研究结果证明了该复合材料人行道支架在实际使用中具有足够的安全性。     

注塑工艺参数对矩形薄壁件纤维取向影响模拟研究

以矩形薄壁件为研究对象,基于Folgar-Tucker张量模型,研究了注塑工艺参数:注射时间、模具表面温度、熔体温度对纤维取向的影响,并着重探讨了注射时间对纤维取向沿厚度方向分布的影响。研究结果表明:注射时间对纤维取向的影响最显著;随着注射时间的增加,平均纤维取向程度大幅降低,而模具表面温度与熔体温度对纤维取向的影响较小,且随着注射时间的增加,核层宽度变窄,而壳层宽度变宽。     

基于STAR-CCM+的淋胶管淋胶均匀性研究

淋胶管是聚氨酯泡沫合成轨枕生产中的关键部件，其主要作用是将树脂淋胶到纱线上，淋胶管淋胶越均匀，产品成型质量越好。基于流体仿真软件——STAR-CCM+,研究了淋胶管各结构参数对淋胶均匀性的影响。结果表明：中间管内径越大，淋胶小孔处壁厚越厚，淋胶小孔孔径越小、数量越少，淋胶均匀性越好；而淋胶管入口内径对淋胶均匀性影响甚微。基于该研究结果，对淋胶管进行结构优化，优化后的淋胶管淋胶均匀性相比原结构具有明显改善，淋胶均匀性由71.9%提高到96.6%。该研究结果对于聚氨酯泡沫合成轨枕的实际生产及其他类似的淋胶管设计及应用都具有重要的参考价值。     

薄壁结构点阵片吸能元件吸能特性的研究

在薄壁结构轴向压缩载荷理论的基础上建立薄壁结构点阵片轴向压缩载荷理论预测模型,利用Hypermesh和LS-dyna有限元软件对薄壁结构点阵片吸能元件轴向压缩特性进行仿真分析,以表征其吸能特性。结果表明:当基体材料确定时,薄壁结构点阵片轴向压溃强度与凸起壁厚、凸起外形尺寸、单位面积凸起数量等相关;圆管与方管薄壁结构点阵片吸能元件轴向压缩过程均表现出弹性变形、叠缩塑性变形、压实3个阶段;相同点阵片面积下,相同尺寸规格的方管薄壁结构点阵片的轴向压溃强度大于圆管薄壁结构点阵片,但圆管薄壁结构点阵片吸能元件轴向压缩过程的应力-应变曲线波动稍小于圆管薄壁结构点阵片吸能元件,即方管薄壁结构点阵片的吸能能力大于圆管薄壁结构点阵片,而圆管薄壁结构点阵片吸能元件的吸能稳定性稍优于方管薄壁结构点阵片吸能元件。     

薄壁结构点阵片吸能元件吸能特性研究

本文提出了圆形或方管点阵片吸能元件,并基于薄壁管吸能机理及理论,建立了薄壁结构点阵片的轴向压缩载荷理论模型。为验证理论模型的正确性,本文利用Hypermesh及LS-dyna有限元软件对点阵片吸能元件进行仿真分析,结果表明仿真分析结果和理论计算结果吻合度较高,验证了理论模型的正确性。通过仿真分析研究发现在同种状况下,方管点阵片的吸能能力优于圆形点阵片,而其稳定性要稍差月圆形点阵片,为轨道交通吸能元件设计提供了新的思路和理论支持。