某型号汽车波纹管结构参数优化研究

为提高某型号汽车波纹管的服役性能,文章对波纹管的结构参数进行优化。建立波纹管的模态分析和静力学分析有限元模型,基于单因素法研究壁厚、波高、波谷曲率半径、内径对波纹管一阶固有频率及最大应力值的影响规律;基于正交试验设计原理并结合极差分析和方差分析,以一阶固有频率及最大应力值为目标函数,确定各因素对试验指标影响的主次顺序;通过综合平衡法获得最优的结构参数组合,并对优化结果进行验证。研究结果表明：一阶固有频率及最大应力值均随壁厚的增大而增大,随波高、内径的增大而减小,随波谷曲率半径的增大呈先减小后增大的趋势;极差分析和方差分析得出各因素对2个指标的影响主次顺序均为壁厚、波高、内径、波谷曲率半径;最优结构参数组合为壁厚0.25 mm、波高11.6 mm、波谷曲率半径1.30 mm、内径121.0 mm;优化后的波纹管固有频率提高,服役状态下的应力水平降低。     

轻型客车车架动态应力应变特性分析

在建立的车架数学和力学模型基础上，揭示了车架在典型路面激励下的动态响应及应力应变状态，为该车在山区路况下车身产生开裂、高速行驶中稳定性等问题的解决在车架特性上找到影响因素。     

机械密封焊接波纹管波片的应力计算及分析

利用ANSYS有限元程序对机械密封焊接金属波纹管波纹膜片进行应力分析计算.通过实例求出由轴向变形力、薄膜应力和离心应力3种静态应力组合的总应力.结果表明:波纹管的应力主要由轴向位移载荷引起,应严格控制波纹管压缩量的大小;通过增加最大应力点所在圆弧的曲率半径来减小最大应力,提高膜片的使用寿命.     

近中性土壤中输气管道应力腐蚀开裂的影响因素

介绍了近中性土壤环境中输气管道应力腐蚀开裂的危害性,分析了应力腐蚀开裂的特征,重点阐述了影响应力腐蚀开裂的力学、材料和环境三个方面的因素,并指出了有效控制应力腐蚀开裂的途径和今后的努力方向     

法兰中钢材断口形貌及开裂机理分析

采用扫描显微镜和能谱相结合的分析技术,观察了法兰中钢铁断口形貌,分析其微观开裂原因。结果表明,氯化物引起钢材的应力腐蚀开裂,硫对腐蚀开裂起到了促进作用,应力腐蚀开裂引起法兰开裂。     

广义塑性力学及其运用

分析了经典塑性力学用于岩土类材料的问题，它采用了3个不符合岩土材料变形机制的假设。从固体力学原理直接导出广义塑性位势理论，将经典塑性力学改造为更一般的塑性力学——广义塑性力学。广义塑性力学采用了塑性力学中的分量理论，能反映应力路径转折的影响，并避免了采用正交流动法则所引起的过大剪胀等不合理现象，也不会产生当前非关联流动法则中任意假定塑性势面引起的误差。给出了广义塑性力学的屈服面理论、硬化定律和应力-应变关系，并建立了考虑应力主轴旋转的广义塑性位势理论。屈服条件是状态参数，也是试验参数，只能由试验给出。应用     

半刚性基层材料硬化阶段的湿度应力

针对半刚性基层材料施工硬化阶段因湿度变化引起的开裂问题,采用弹性地基梁力学模型,讨论了干缩应变、地基反应模量、地基水平摩擦阻力系数等因素对湿度干缩应力、湿度翘曲应力的影响.分析结果表明,湿度干缩应力系数随水平摩擦阻力的增大呈S型曲线增加,最终收敛于1;而湿度翘曲应力系数是相对刚度半径(即梁长与刚度半径比值)的函数,随着相对梁长的增大略超过1后趋近于1.最后,计算了常用水泥掺量下水泥稳定碎石在施工硬化阶段的湿度应力,依据开裂判据,硬化阶段水泥稳定碎石基层很容易产生早期开裂.     

沥青混合料Ⅰ型疲劳开裂虚拟离散元试验

采用离散单元法对Arcan I型开裂试验进行了虚拟试验.根据现实试验中的沥青混凝土试件集料-集料和集料-黏结料之间的力学关系,在虚拟试验中利用Burgers模型建模,并在电子扫描图像基础上使用Particle Flow Code3D软件建立虚拟试件.在虚拟试验过程中实时监测试件应力分布变化及观测点应变变化.结果表明:虚拟试验结果与实际试验符合良好;应力监测结果表明裂缝发展全程符合裂缝尖端应力集中现象,且初始微裂缝会沿尖端方向继续发展成为大裂缝;Arcan I型开裂试验中试件直接受拉,应力分布简单直观,应力-应变分析对比其他试验方法更为直观.     

局部应力-应变法预测大型波纹管的疲劳寿命

鉴于大型波纹管膨胀节全尺寸疲劳寿命试验在工程上实现的困难性,研究了基于局部应力-应变法预测大型波纹管的疲劳寿命.应用非线性有限元获取波纹管的最大局部应力应变,并据此局部应变设计简化的试板.当弯曲试板上的最大应变等于波纹管的最大局部应变时,板的弯曲疲劳试验寿命即可代替波纹管的试验寿命.本方法在工程设计中被证明是实用且可靠的,它也适用于低压工况下通用尺寸波纹管的疲劳寿命的预测.     

最大主应力与形状改变比能对断裂的影响

分析了裂纹尖端附近的形状改变能密度场和主应力场，结合试验数据研究了最大拉应力与形状改变比能对脆性断裂及断裂方向的影响。认为复合型裂纹的脆性开裂方向主要受形状改变比能的影响，开裂方向靠近形状改变比能取最小的方位，而此处的最大拉应力是影响裂纹开裂的主要因素。     

高强混凝土压剪构件的开裂强度分析

把线弹性断裂力学的理论应用到高强混凝土压剪构件的开裂强度分析中,建立相应的计算力学模型,导出了在压力和剪力的作用下,考虑构件横向及竖向钢筋作用于裂纹表面的复合应力强度因子K1,KII,并根据G判据,确定此类构件的开裂应力公式,给出了裂纹在不同倾斜角度下,影响构件开裂强度的各主要因素与开裂应力之间的关系曲线。     

七波波纹管的爆炸成形及其理论分析

本文研究并实施了七波波纹管的爆炸成形，设计了成形装置，清楚地阐明了成形 的力学机理。对冲头速度、最大轴向压缩应力、管内水压、变形时的最大应变能和能 量散失都作了详细的推导，实测了冲头的加速度曲线。理论推导与实验结果符合很 好。本文为设计波纹管爆炸成形提供了理论依据。     

预应力影响下混凝土结构锈胀开裂计算

针对预应力钢绞线腐蚀引起混凝土结构锈胀开裂问题,考虑混凝土双向应力状态和钢绞线截面几何特性等因素的影响,建立微裂缝形成、保护层开裂及开裂至一定宽度的锈胀开裂3阶段计算模型,分析锈胀开裂对预应力等各影响因素的敏感性,并通过试验对理论结果进行验证。研究结果表明:预应力会对锈胀开裂产生不利影响,与无应力状态相比,当钢绞线预应力为75%的抗拉强度标准值时,微裂缝形成、保护层开裂和开裂至0.1 mm时的腐蚀率分别降低了46.14%,43.90%和9.42%;锈胀发展3阶段的腐蚀率均随铁锈膨胀率和钢绞线直径的增加而减小,随混凝土抗拉强度和保护层的增加而增大。     

产汽冷凝器换热管泄漏原因分析

对开裂换热管进行了腐蚀坑电镜形貌和能谱分析,结合换热管裂纹形态及腐蚀机理分析结果 ,得出了换热器泄漏是由缝隙腐蚀引起的应力腐蚀开裂的结论 .     

煤岩损伤分析及偏应力检测法

大量的煤岩显微试验分析表明,损伤是沉积相煤岩固有的力学特性,结构的非均质性及其引起的应力局部化,是煤岩损伤发展最终导致结构破坏的根本原因;受力以后,煤的脆性断裂及以后的搓揉、粒化等破坏形式应是煤与瓦斯突出时煤的主要破坏机制,由全应力－应试验结果得知,煤岩受力以后,相对其峰值强度而言,强度高的岩石扩容应力和残余强度高,而煤的扩容应力残余强度度。最后,提出了研究煤岩损伤变化过程的偏应力检测法。     

硫化氢介质中注汽管材的应力腐蚀试验

应力腐蚀门槛值是评价管道抗应力腐蚀能力的重要性能参数。采用胜利油田现场使用的20g、13CrMo44、ST45．8、ST45．8．Ⅵ注汽管材，制作含有预制裂纹的恒位移双悬臂梁（DCB）试件，在H2S介质中进行了应力腐蚀试验，得到4种钢材的应力腐蚀门槛值KISCC和应力腐蚀裂纹扩展速率da／dt。试验结果表明，ST45-Ⅳ钢的KISCC值最大，裂纹扩展速率最小，具有较强的抗应力腐蚀开裂能力。含碳量低、减少块状铁素体，细化组织有利于提高管材抗应力腐蚀的能力，管材在硫化氢介质中的应力腐蚀开裂属于氢致开裂和阳极溶解型混合开裂。     

箱梁合龙段底板崩裂机理及设计

基于非线性有限元数值模拟方法,考虑混凝土非线性力学特性,建立了包含竖向双层波纹管孔道的精细化数值有限元模型,分析了箱梁合龙段底板从开始加载至最终破坏的损伤发展过程.基于精细化数值模型分析结果,讨论了崩裂成因.研究表明,箱梁合龙段底板崩裂成因共有5种:孔肋间混凝土竖向受拉、波纹孔道下方混凝土冲切、孔肋顶部和底部混凝土横向开裂、波纹管与混凝土的剥离以及底板弯曲开裂和梗腋位置剪切开裂.根据5种崩裂成因出现的先后顺序,认为控制底板崩裂破坏形式为波纹管下方混凝土冲切破坏及孔肋间竖向受拉破坏.最后,提出了孔肋间受拉破坏承载能力设计公式和底板抗冲切承载能力设计公式.     

沥青混合料黏弹性裂纹扩展

采用Schapery提出的局部衰坏区模型,推导了沥青混合料宏观裂缝稳定扩展阶段开裂速率的简单力学表达式.首先利用裂纹扩展3个基本方程控制裂缝在沥青混合料中的扩展行为,再采用修正Burgers力学模型来准确模拟沥青混合料黏弹性能,通过对黏弹性张开位移和断裂能判据的合理简化,推导出了沥青混合料宏观裂纹稳定扩展的瞬时开裂速率与应力强度因子的关系.然后利用推导出的裂纹扩展速率公式预测了沥青砂浆板拉伸开裂速率,并与试验结果对比.结果显示:理论预测的沥青砂浆开裂速率与试验实测值在裂缝稳定扩展阶段吻合较好;沥青混合料的断裂行为具有时间相关性,其开裂速率随裂缝长度的增加或者应力水平的提高而增大.     

基于正交设计的高重度相似材料三轴压缩试验研究

为获取高重度岩体材料在一定强度围压下的力学参数影响因素,应用正交设计方法,以骨料含量、重骨料比、粗细颗粒比、胶结材料比为4因素,每个因素设置3个水平,共设计了9组相似材料配比方案,分别进行三轴压缩试验,绘制其应力-应变曲线,测量并计算出不同配比下相似材料的密度等7项力学参数.通过敏感性分析得到4因素对各力学参数的定性影响规律,为后续大量的比较试验研究提供理论依据.     

路面结构设计参数与力学指标分析

选取影响贫混凝土基层沥青路面使用性能的7个因素,沥青面层厚度与模量、贫混凝土基层厚度与模量、水泥稳定碎石底基层厚度与模量、路基模量,对每个因素选3个典型值,运用正交试验,通过对路表弯沉、基层层底拉应力和底基层层底拉应力3个力学指标的极差与方差分析,得出各因素对各力学指标影响程度的大小以及各力学指标下的最优组合.