低温下铁路钢轨钢材断裂韧度KIC的试验研究

青藏铁路因常常经历-40℃以下的低温气候,对于钢轨钢材低温韧性的要求更为严格,因此低温下钢轨钢材安全性能的研究尤为重要。作者对青藏铁路常用的2种钢轨钢材U71Mn和U75V制作的标准三点弯曲试样进行一系列试验研究,对其在20℃、0℃、-20℃、-40℃以及-60℃环境温度下的断裂韧度KIC进行量测和计算,得到2种钢材断裂韧度随温度变化的基本规律。并结合试验分析结果,对这2种钢轨钢材断裂韧度KIC受温度以及化学成分的影响进行系统分析和讨论。研究结果可供相关专业设计人员参考。

低温下铁路钢轨抗脆断设计方法分析

研究目的:随着青藏铁路的开通,钢轨钢材在低温下安全性能研究的重要性随之凸现出来。为了防止钢轨钢材在低温条件下发生脆性断裂,提出一种实用的钢轨钢材低温下防断设计方法具有重要的现实意义。研究结论:钢轨钢材在低温下属于较为典型的脆性断裂,低温防断设计方法是以试验测量得到的平面应变断裂韧度KIC作为安全分析判据;从工程实际出发,进行低温下钢轨的抗断设计,得出钢轨常见裂纹的容许裂纹上限值aC,为钢轨的伤损检测提供了依据。

我国铁路钢轨断裂事故分析及其影响因素

对钢轨伤损类型和原因进行了总结和探讨,同时选取几个典型的钢轨断裂事故进行了分析。分析结果表明:钢轨的断裂事故一般不是由单一因素引起的,而是多个因素共同作用的结果,这些因素包括钢轨制造方面的缺陷、焊接产生的缺陷、低温和交变荷载等,其低温和焊缝在钢轨断裂事故的发生中起着比较显著的作用,需要在钢轨的设计分析中充分重视并加以研究。

低温下铁路钢轨钢材的断口与弹塑性断裂韧性分析

青藏铁路的开通使得钢轨钢材在低温环境下的使用愈发广泛起来,其在低温下断裂性能的研究工作重要性也随之凸现。通过对青藏铁路常用的两种钢轨钢材类型U71Mn和U75V制作三点弯曲试样在20、0、-20、-40℃以及-60℃情况下进行试验,并利用断裂力学理论,计算得到了这两种钢轨钢材在不同温度下的裂纹张开位移CTOD与J积分值,并对这两种钢轨钢材在低温下的断裂性能进行了系统总结和分析。对低温条件下钢轨的相关设计人员提供了一定的借鉴作用。

低温下铁路钢轨钢材CTOD和J积分的分析与讨论

青藏铁路等低温地区铁路的建设与维护,对钢轨钢材的低温冷脆性能与低温下服役的安全性研究提出了迫切的要求。本文采用三点弯曲试样,对我国铁路建设中两种常用的钢轨钢材U71Mn和U75V,在20℃、0℃、-20℃、-40℃、-60℃五个温度点下进行了断裂韧度KIC的评定试验。通过试验数据计算得到了上述两种钢轨钢材在不同温度下的CTOD与J积分值,结果表明,钢轨钢材的δC和JIC值随温度的降低而减小。并对两种钢轨钢材在低温下的断裂韧度进行了系统分析和总结,为工程设计中两种钢轨的断裂韧度取值提供了借鉴数据。

低温下铁路钢轨断裂韧性分析

包括青藏铁路在内的北方大部分铁路钢轨在使用过程中常常经历比较低的温度环境,对于钢轨钢材的低温断裂性能有更严格的要求,有必要对钢轨钢材低温下断裂性能进行系统研究。通过对青藏铁路常用的钢轨钢材U71Mn和U75V三点弯曲试样断口的宏观形貌进行观察,并对所制备断口的微观形貌进行了电镜扫描分析,对这两类钢轨钢材在低温下的断裂特性进行了分析与讨论。最后,对这2种钢轨钢材断裂性能的研究方法以及化学成分的断裂性能的影响进行了进一步讨论,得出U71Mn较U75V更适合于在低温下作为钢轨钢材。

考虑低温冷脆钢结构构件的实用简化设计方法

在低温下,结构钢材往往在远未达到屈服应力的情况下发生脆性断裂。通过对结构钢构件裂纹尖端张开位移(CTOD)的研究,提出基于CTOD指标的低温下考虑冷脆效应的钢结构构件简化设计方法。该方法属于分级设计方法,以考虑裂纹扩展而提高部分的最大承载能力作为构件的承载力,并研究构件温度和厚度对结构钢材断裂韧性的影响,计算得到各种温度和厚度情况下的强度折减系数,最后给出利用此简化设计方法计算的设计算例。

铁路钢轨钢材三点弯曲试样的弹塑性有限元分析

对铁路钢轨钢材标准三点弯曲试样的弹塑性断裂性能进行了系统研究与分析。通过有限元计算结果与试验结果进行对比,验证了钢轨钢材的脆性破坏特征。采用普通单元和奇异单元的网格计算应力和位移进行了分析。并对裂纹尖端CTOD值进行了计算分析,CTOD值沿试样厚度方向的变化很小,裂纹尖端始终处于三向拉伸应力状态。而三向拉应力状态将使裂纹尖端处的塑性变形受到很大限制,破坏时的塑性变形很小,更容易发生脆性破坏。

铁路钢轨钢材应力强度因子的有限元计算方法

对采用普通单元和奇异单元的网格计算应力和位移进行分析,对网格的疏密程度以及奇异单元尺寸和围绕裂纹尖端的奇异单元数目对奇异单元法计算精度的影响进行系统分析,得出各种情况下的计算误差随着相关因素的变化规律,并从精度和效率的角度给出了建议。

机场智慧物流无人智能技术应用研究

分析自动仓储、无人运输行业发展现状,梳理和分析机场物流系统业务需求,研究面向无人化机场的智能物流系统,设计智慧物流云控系统、无人装卸车辆、无人运输车辆。针对机场实际应用中的安全性、稳定性问题,研究智慧物流云控系统关键技术、无人装卸车辆关键技术、无人运输车辆关键技术,提升系统的稳定性,增进机场物流的作业效率,促进机场向自动化、智能化方向发展。

钢筋混凝土柱弯矩-转角骨架线特征点及性能点转角研究

基于不同抗震等级钢筋混凝土(RC)柱拟静力试验研究,建议了RC柱四折线弯矩-转角(M-θ)骨架线。采用规范公式计算得到的RC柱的正截面承载力作为M-θ骨架线的峰值弯矩M_p,0.8M_p作为M-θ骨架线名义屈服点弯矩,下降至0.8M_p及0.75M_p(不考虑P-△效应)分别作为M-θ骨架线极限点的弯矩及失效点的弯矩,根据继续使用性能点i0及生命安全性能L的转角表达式,分别确定其弯矩为0.9M_p及下降至0.925M_p。基于由0penSEES数值计算得到的按规范最小配箍特征值配置箍筋的22根RC柱的水平荷载-位移(F-△)滞回曲线得到的M-θ骨架线,确定了RC柱四折线M-θ骨架线特征点及性能点的转角,确定的转角与试验值符合较好;对于生命安全性能点LS、避免倒塌性能点CP及失效点的转角,当轴压比为0.5时,其与美国标准的规定基本一致,当轴压比为0.9时,其大于美国标准的规定。提出了RC柱的损坏程度与其M-θ骨架线特征点及性能点转角的关系,可用于判别地震作用下RC框架柱的损坏程度以及是否达到其预定的抗震性能目标。

不同抗震等级钢筋混凝土柱抗震性能试验研究

通过9个剪跨比为4的钢筋混凝土(RC)柱试件的拟静力试验,研究不同抗震等级RC柱的抗震性能及水平力循环次数对其抗震性能的影响。结果表明:试件的破坏形态为压弯破坏,顶点水平力-位移滞回曲线比较饱满,极限位移角为1/48~1/32。抗震等级相同的RC柱,其抗震性能差别不大,但轴压比高的RC柱的极限位移角略小、破坏程度略为严重;配箍特征值相同时,抗震等级高的RC柱的弹塑性变形能力大于抗震等级低的RC柱。位移角为1/50时,水平力循环次数对试件的承载力退化、割线刚度退化及破坏程度影响不显著;位移角为1/30时,水平力循环次数增加,试件的承载力退化、割线刚度退化幅度增大,破坏加重。

基于RC柱转角的框架结构抗震性能水准判别

按现行规范设计了一个6层、7度(0.15g)抗震设防的钢筋混凝土(RC)框架结构;选取El Centro 1940NS,Taft 1952 EW,Kobe 1995 NIS090这3条地震记录作为输入,采用MSC.Marc 2007有限元分析软件和RC杆系结构的纤维模型程序THUFIBER对该RC框架结构进行多遇地震、设防地震、罕遇地震及极罕遇地震作用下的弹性和弹塑性时程分析。分析结果表明:相同地震作用下,且地震强度不低于设防地震时,首层柱的损坏程度比同一竖向轴线的二层柱严重;3条地震记录的罕遇地震作用下,基于最大层间位移角,该RC框架结构不会发生倒塌;基于首层柱的弹塑性转角,框架结构没有达到D级抗震性能目标;分别基于最大层间位移角和首层柱的弹塑性转角,3条地震记录的极罕遇地震作用下,该RC框架结构发生倒塌。

位于候车楼中的轨道层结构设计

本文介绍分析了某候车大楼中轨道层的结构设计,主要包括结构体系、轨道层结构设计的原则、结构整体计算的特点、梁柱节点设计等问题。