摘要：目前普遍应用的焊缝疲劳仿真分析方法主要有名义应力法和结构应力法,针对两种方法的应用局限性及未考虑剪切结构应力导致的预测精度不高等问题,提出了一种新的高精度焊缝疲劳寿命预测方法。该方法是以断裂力学为理论基础,通过有限元软件提取焊缝周围节点的节点力及力矩,并通过一系列计算得到整个裂纹扩展路径上的平均等效应力强度因子ΔKeq,并将其作为本文中焊缝疲劳寿命预测方法的评价参数。通过对DP800GI和HSLA350GI两种高强钢材料的搭接接头进行疲劳试验,并将ΔKeq与试验所得的疲劳寿命数据进行双对数回归分析,得到的一条主ΔKeq-N曲线作为焊缝的疲劳寿命预测曲线,并与目前的名义应力法和结构应力法进行预测精度对比,得出本文中的焊缝疲劳寿命预测方法的预测精度高于目前的名义应力法和结构应力法。

摘要：由于冲裁毛刺对疲劳性能具有很大的影响,运用线弹性模型对止动弹簧片冲裁毛刺进行数值仿真模拟,提出一种考虑冲裁毛刺对疲劳性能影响的疲劳计算方法。通过定量计算毛刺对零件结构几何边界应力的影响程度,得出因冲裁毛刺影响而造成的应力集中程度;综合材料应力-寿命曲线与载荷谱,运用疲劳积累损伤理论计算出零件的疲劳寿命;在数值仿真分析中计算出添加毛刺与未添加毛刺单元的零件疲劳寿命。通过实验对零件的疲劳寿命计算值进行对比分析验证,结果表明:定量考虑冲裁毛刺对结构的影响能够提高疲劳寿命的计算精度。

摘要：传统的灵敏度分析对象针对的是单个零部件的厚度,无法对车身任意包含多个零部件的关键区域进行分析,对于分析结果,鲜有人进行可视化方法研究。针对以上问题,提出了区域灵敏度分析方法,在每个区域设置一个该区域零部件共用的区域设计变量,通过该变量的变化来控制区域内各个零部件的厚度变化。提出区域灵敏度分析结果的可视化方法,将得到的灵敏度分析数值进行可视化,能够直观快速地看出各个区域间的灵敏度大小关系。对某一国产车型进行区域灵敏度分析并将结果可视化,对区域设计变量进行优化,并结合工程实际提出结构优化方案。应用实例表明,区域灵敏度分析能够用来识别车身任意区域的灵敏度大小,该可视化方法为数据的快速识别提供了重要思路。

摘要：为探究SEAM温拌沥青混合料的路用性能与结构设计参数,采用AC-20和AC-13两种级配,设计室内试验测试了3种沥青混合料(70#A热拌沥青混合料、SBS热拌沥青混合料和SEAM温拌沥青混合料)的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、抗压回弹模量和劈裂强度。试验结果表明,与热拌沥青混合料相比,SEAM温拌沥青混合料表现出优良的高温稳定性,其低温抗裂性、水稳定性和路面结构设计参数均与热拌沥青混合料十分相似,表明其除高温稳定性外的路用性能与热拌沥青混合料大致相当。

摘要：既有铁路平面线形重构是铁路养护维修与增改建设计的基础,优化的重构线形可以显著减少工程数量和对行车的干扰。现有研究主要采用逐交点优化重构形成整体线形的方法,由于共用夹直线边,后交点重构时势必会破坏已优化重构的前交点或者受限于前交点导致本交点并非最优。对此,提出一种全线整体迭代重构平面线形方法。首先基于既有线测点方位角变化率图,采用阈值动态调整法自动识别交点数量和各测点的初始线元归属(直线、圆曲线和缓和曲线);然后依据测点线元归属分组拟合成对应类型的线元,再依据拟合出的线元范围重新调整测点线元归属;反复迭代上述线元分组拟合-测点归属调整过程,直到所有测点均无需调整,即达到点线一致。在每次拟合过程中应用增广拉格朗日乘子法与Mesh Adaptive Direct Search算法优化交点坐标、曲线半径和缓长,同时处理多种约束。该方法将现有的逐交点重构平面线形拓展到全线整体迭代重构,在前后曲线均达到优化条件下确定公共夹直线边,准确识别全线测点线元归属,最终自动重构出满足各类约束的全线整体优化平面线形。基于该方法开发的既有线增改建选线设计系统已在6 000余公里的既有线重构中应用,仿真案例和实际案例均验证了该方法的有效性。

摘要：通过轴向冲击试验研究碳纤维增强复合材料(Carbon Fibre Reinforced Plastic,CFRP)层合板加强薄壁铝梁的吸能特性,分析铝梁和复合材料失效模式,对比承载能力经验值和试验结果,引入比吸能等指标对复合材料层合板加强薄壁铝梁吸能特性进行定量分析。结果表明,复合材料层合板可以显著改善薄壁铝梁的吸能特性,比吸能和碰撞力效率指标最大提高27%和35%,基于现有经验公式可以预测复合材料层合板加强薄壁铝梁的承载能力。

摘要：本研究的目的在于克服现有的有轨电车轨道施工中,两预制承轨槽相互独立,在施工中精调难度大的问题,并提高嵌入式轨道结构在铺筑调整过程中效率,研发了一种两标准预制承轨槽间架设横梁的新型有轨电车嵌入式轨道结构。为验证该新型轨道结构的适用性和可靠性,对轨道结构不同建设时期的受力状况进行有限元仿真,采用不同荷载参数组合计算分析。结果表明:(1)站场存储时轨道板支承处拉应力最大,横向连接梁的增加对轨道自重引起的结构内部应力影响不大;(2)在考虑路基不均匀沉降和列车荷载作用下,具有横向连接梁的新型有轨电车嵌入式轨道结构不仅有更好的整体性和施工便捷性,同时在正式行车阶段轨道结构整体的应力最大值也有所降低;(3)综合各类方案,初步评定改进方案4为成都郫温段既有有轨电车嵌入式无砟轨道结构改进的最优方案;(4)该研究成果对于有轨电车新型轨道结构设计以及相关行业规范的改进具有借鉴意义。

摘要：为准确评估独塔单索面宽体混合梁斜拉桥在转体施工过程中的受力情况,以四平市东丰路上跨铁路立交桥主桥为研究对象,通过大型商业有限元软件midas Civil建立了桥梁的有限元施工模型。研究结果表明:桥梁主梁及主塔在施工阶段的变形均在公路斜拉桥设计规范限值以内;在主梁截面温度梯度和主塔截面温度梯度效应作用下索力变化最大值均在合龙段附近,索力变化值约为150~200 kN。研究成果可为独塔单索面宽体混合梁斜拉桥的转体施工控制提供一定的参考。

摘要：为探讨梁轨非线性互制作用下连续梁桥上双块式无砟轨道系统静动力荷载下结构响应,预测桥上无砟轨道结构的疲劳寿命,基于梁轨相互作用原理与车辆-轨道-桥梁耦合动力学原理,以昌景黄铁路某(40+64+40)m连续梁为研究对象,采用有限元方法建立了考虑桥梁、支座、底座板、道床板、扣件和钢轨等构件及结构层间非线性约束的连续梁-CRTS双块式无砟轨道的一体化空间分析模型,研究列车静活载作用下桥梁、道床板、底座板及钢轨的动力响应特性与无缝线路纵向力分布规律,分析连续梁桥上无砟轨道结构疲劳特性。结果表明:温度荷载作用下钢轨最大压应力位于连续梁两端,最大拉应力位于桥梁跨中;竖向荷载作用下钢轨最大拉应力位于连续梁桥墩,最大压应力位于桥梁跨中;制动荷载作用下钢轨拉、压应力极值均位于桥梁桥墩;钢轨纵向力由温度荷载控制,最大应力为143.1 MPa,满足规范要求;列车动载作用下,简支梁和连续梁上钢轨最大拉、压应力相当,道床板最大拉应力出现在连续梁跨中限位凹槽附近,其板底拉应力大于板顶,底座板最大拉应力出现在连续梁主墩附近,且板顶和板底的拉、压应力基本相同;列车动载作用下,钢轨最易破坏处寿命约27.1 a,道床板和底座板在服役期内不会发生疲劳破坏。

摘要：为解决锻造铝合金控制臂的产品质量低、试验优化周期长等问题,以某型号汽车铝合金控制臂典型零件为研究对象,采用逆向工程手段优化终锻件的结构设计,结合Forge有限元分析计算软件进一步优化工艺方案及模具结构,并进行试生产验证。试生产结果表明:优化工艺方案及模具结构后,锻件填充性良好,无折叠和缩孔缺陷,材料利用率提高了11%。对试生产样件进行宏观分析及力学性能测试,分析结果表明:热处理后试样的组织均匀、晶粒细小、力学性能明显提高。前述基于有限元模拟和逆向工程结合的锻造工艺与模具结构优化方法,能够有效地提高产品合格率、材料利用率,缩短试验周期,降低生产成本,为此类零件锻造工艺的制定提供了重要参考。