重卡驱动桥壳疲劳稳健性与轻量化设计

驱动桥壳轻量化设计对于提高承载能力、降低生产成本具有重要的意义.本文在驱动桥壳有限元分析和疲劳分析计算的基础上建立驱动桥壳多目标优化模型，对重型卡车驱动桥壳进行参数化设计，建立正交试验表，利用田口方法和综合评价方法对驱动桥壳的疲劳性能稳健性和质量进行优化设计.优化结果表明，此方法可以应用于驱动桥壳的多目标优化，优化后驱动桥壳的疲劳稳健性能得到提高，减轻了质量，因此节约了桥壳材料，降低了生产和运营成本，提高了设计水平.     

核电站凝汽器用钛焊管蒸汽腐蚀疲劳性能研究

测定了国产和进口核电站凝汽器用钛焊管在室温大气和人工海水100 ℃水蒸汽介质中的疲劳性能，同时采用扫描电子显微镜对疲劳断口进行了观察，探讨了钛焊管的蒸汽腐蚀疲劳机理。研究结果表明：国产钛焊管与进口钛焊管的疲劳寿命较为接近，水蒸汽氛围大幅度降低了钛焊管的疲劳寿命；疲劳试样的裂纹均萌生于钛焊管焊缝区域的外表面，多为多源萌生，裂纹扩展均以条纹机理为主；断口处有少量二次裂纹，未发现沿晶断裂及周期解理断裂特征，静断区断口形貌为韧窝；从蒸汽腐蚀疲劳试样中，未能观察到明显的腐蚀产物；钛焊管的蒸汽疲劳腐蚀是交变应力和电化学腐蚀交互作用的结果。     

低合金超高强度钢跨尺度疲劳失效行为分析

为了研究40CrNi2Si2MoVA低合金超高强度钢的跨尺度疲劳失效行为,以约束应力区描述材料的损伤过程,以跨尺度应变能密度因子作为疲劳裂纹扩展的控制参量,建立宏微观跨尺度疲劳裂纹扩展统一模型。采用上述模型,利用光滑试样(应力集中系数Kt=1)的试验S-N曲线,拟合出疲劳模型中的材料参数。当考虑材料微结构对疲劳寿命的影响时,该模型可精确再现出疲劳试验数据的发散特性。利用该模型对不同应力集中系数下(Kt=2,3)含缺口试样的疲劳寿命进行了预测,理论计算结果与试验结果吻合良好。研究结果表明,合金钢材料的初始缺陷及微结构的演化特性,对疲劳寿命有显著影响,是疲劳试验数据发散的主要原因。     

卷筒小行星齿轮断裂失效分析

卷筒小行星齿轮在运转中发生异常断齿。为了查明断裂原因,运用宏观及微观分析方法,对断裂齿轮进行了分析。结果表明:齿轮断裂为多源疲劳断裂,且多数未断齿根部位亦发现裂纹;齿轮基材存在贝氏体及铁素体组织,说明淬火时冷却速度不足;表面淬火也不均匀。这些工艺问题导致齿轮综合机械性能下降。在循环工作应力及应力集中作用下,齿根部位产生多处疲劳裂纹源,并不断扩展,最终导致齿轮断裂失效。     

基于有限元分析与有效应力强度因子幅的起重机寿命预估

针对岸边集装起重机的寿命预估问题,提出了一种基于有限元分析与有效应力强度因子幅的起重机寿命预估方法。利用Ansys Workbench软件对起重机模型进行仿真计算,并获得起重机疲劳校核点的应力-时间历程,运用雨流计数法获得应力循环,以有效应力范围对其进行表征。在起重机寿命预估的过程中,有效应力强度因子幅能够反映载荷循环应力比的影响,相较于传统的Paris模型,基于有效应力因子幅的起重机寿命预估方法更为准确。     

择时运动对运动员组织损伤和氧化应激的影响

目的:观察择时运动对青年男子运动员组织损伤和氧化应激的影响,为科学指导训练提供理论依据.方法:25名青年男子足球运动员进行两次Wingate实验(两次测试的间隔为3d),测试时间分别在清晨(7:00~9:00)和傍晚(17:00~19:00).测定受试者口腔温度并取静脉血测定,测定血常规、血生化、组织损伤和氧化应激标志物.结果:1)受试者最大功率、平均功率和疲劳指数以及RPE值在傍晚高于清晨(P<0.05);2)安静时(运动前),傍晚口腔温度、WBC及其亚群、血生化(GLC和CRE)、组织损伤标志物(CK,LDH,AST和ALT)和氧化水平(MDA)高于清晨(P<0.05),RBC,HCT和抗氧化水平(T-AOC,TBIL和UA)低于清晨(P<0.05);3)清晨运动后除抗氧化参数外均显著性升高(P<0.05),傍晚运动后所有指标均显著性增加(P<0.05);(4)傍晚运动后除抗氧化参数和HCT外其他各指标均高于清晨运动后水平(P<0.05).结论:1)青年男子足球运动员的无氧运动能力和运动性疲劳程度在傍晚高于清晨,其原因可能与安静状态下组织损伤和氧化应激水平具有日节律波动性有关;2)一次高强度运动后组织损伤与氧化水平的日节律变异依然存在,而抗氧化水平的日节律变异则减弱.     

提高风电齿轮箱功率密度的方法

从齿轮接触疲劳强度出发,讨论了提高风电齿轮箱功率密度的几种途径。通过功率分流等形式可大大降低设计的计算载荷;通过优质材料选取、精密热处理控制、喷丸强化等齿面改性技术可有效提高齿轮的疲劳极限应力;采用齿根过渡曲线形貌优化、轮齿修形、齿面超精加工等齿廓改形技术也可明显提高齿轮的承载能力;通过减小最小安全系数或增大齿宽也可有效地减小中心距;通过行星架等零件的结构优化和行星齿轮传动的均载技术,可进一步提高齿轮箱的功率密度。     

先张及后张预应力矩形梁疲劳受力性能研究

折线配筋预应力混凝土先张梁采用合理的布筋方式,克服传统直线先张法布筋方式与结构的实际受力特点不相适应的缺点,增加了跨度;同时避免了后张法在耐久性和施工工艺等方面缺陷,有效地控制了梁端斜裂缝的出现.通过室内试验验证,折线配筋预应力混凝土梁提高了梁体的疲劳受力性能,能够较好地延长桥梁使用寿命.     

基于欧美压力容器规范的平封头角焊缝疲劳寿命研究

以大型有限元分析软件ANSYS为工具,对平封头结构进行弹性和弹-塑性分析。根据有限元分析结果,分别采用ASME VIII-2规范和EN 13445规范中的方法对平封头结构进行疲劳评定,得到了不同方法下平封头结构的许用循环次数。结合Hinnant等的压力容器平封头疲劳试验数据,对各种疲劳设计方法进行分析比较。结果表明,规范中的疲劳评定方法预测的寿命均小于试样的实际寿命,基于ASME VIII-2弹性分析法得出的疲劳寿命最接近实际值。     

裂纹监测涡流传感器优化设计及试验研究

为了提高涡流传感器监测裂纹灵敏度,应用COMSOL软件AC/DC模块建立了涡流传感器监测系统模型,并搭建试验系统证明了其正确性;优化了涡流传感器的结构参数,基于优化结果试制了涡流传感器,并进行了预制裂纹监测试验.模型分析与试验结果表明:提离距离越小,基材厚度越薄,系统监测灵敏度越高;涡流传感器各通道通过裂纹区域时,跨阻抗幅值和相位都增大,以综合跨阻抗幅值和相位的变化率作为系统输出信号,提高了监测灵敏度,传感器分辨率达到1mm.