黄土高原人工刺槐林土壤碳氮和微生物生物量碳氮特征

为研究人工刺槐林土壤碳氮和微生物生物量碳氮特征,以黄土高原人工刺槐林为研究对象,分析林下0~10 cm和10~20 cm土层土壤的碳(C)、氮(N)和微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)含量,以及土壤碳、氮和MBC、MBN含量间的关系。结果表明:黄土高原人工刺槐林表层(0~10 cm)土壤碳、氮含量平均值分别为6.14、0.67 g/kg,碳氮比为9.16;土壤微生物生物量碳、氮含量平均值分别为287.59、25.17 mg/kg,碳氮含量比值为11.43;土壤微生物碳墒平均值为4.68%,土壤微生物氮墒平均值为3.81%;土壤微生物生物量碳、氮含量与土壤碳、氮含量之间呈显著正相关,与土壤pH值呈显著负相关,土壤含水率与土壤碳、氮含量和土壤微生物生物量碳、氮含量呈显著或极显著正相关。

车用碳纤维增强复合材料连接结构耐久性研究及失效机理分析

粘接接头便于连接FRP型材料,具有应力分布均匀、疲劳性能好、质量轻等优点,常被用于车辆的轻量化结构设计。车辆在服役过程中会经历不同的温度、湿度耦合作用,给粘接结构的耐久性带来了巨大的挑战。因此,研究车用碳纤维增强复合材料连接结构(CFRP-CFRP)耐久性对车辆轻量化具有重要的指导意义。本文对CFRP-CFRP单搭接接头分别进行在60℃/95%RH、60℃/100%RH、60℃/3.5%NaCl和60℃/5%NaCl温湿盐耦合环境下放置240 h、480 h、720 h的老化试验。利用Fick定律模拟胶黏剂吸水过程,并与实际吸水率进行比较;通过准静态拉伸测试得到接头失效载荷和力-位移曲线,观察到失效载荷并不随时间增长而上升或下降,这表明后固化(失效载荷上升)和环境侵蚀(失效载荷下降)是两种具有相反作用相互竞争的因素。此外,采用DSC和FTIR测试设备对老化前后的胶黏剂进行表征,分析其内在失效机理。

高温持续老化对车用粘接接头静态特性的影响研究

选择对接接头在高温80℃条件下,分别老化144、288、432、576和720 h,测试不同老化时间接头在常温下的失效载荷。把该失效载荷分成100%、60%、50%、40%、30%和20%六个等级进行疲劳试验,获得相应载荷等级接头疲劳失效次数。基于疲劳失效次数建立接头疲劳寿命函数,对比不同老化时间对接头疲劳寿命的影响。最后,使用扫描电镜对比观察失效接头表面微观形貌。研究结果表明:(1)80℃条件下随着老化时间增加,对接接头平均失效强度缓慢减小,经过720 h高温老化,接头平均失效强度比初始减小了16.55%。(2)所有载荷-位移曲线全部呈非线性变化。80℃条件下随着老化时间增加,接头失效位移逐渐减小,说明高温老化导致粘接剂的韧性降低。虽然失效位移随老化时间逐渐减小,但是载荷-位移曲线斜率随老化时间增加而逐渐增加。(3)不同老化时间下,接头疲劳失效断面的微观形貌发生了明显变化。(4)疲劳试验数据表明,环境和时间的共同作用降低了粘接剂的疲劳耐久性,80℃高温环境下老化时间越久,对接头疲劳性能的影响越显著。

车身钢-铝粘接接头湿热老化性能

为了给粘接技术在钢-铝车身中的实际应用提供参考依据和技术指导,研究了湿热环境对不同应力状态下钢-铝粘接接头性能的影响。针对所选取的单搭接、45°嵌接、对接钢-铝粘接接头,完成试件的加工及粘接固化,并根据所制定湿热循环谱,进行了20、40、60周期的湿热老化试验。试验结果表明:随着湿热循环周期的增加,3种接头失效载荷均呈下降趋势,在正、剪应力等比状态下,接头失效载荷下降幅度更显著。同时,在湿热循环作用下接头失效形式也发生了一定改变。通过计算接头胶层的正、剪应力值,并进行曲线拟合发现不同湿热循环周期后,接头失效准则均符合应力准则。在此基础上,进一步建立了钢-铝粘接接头在任意老化周期后的失效准则表达式及对应的三维曲面。

湿热环境对Sikaflex-265铝合金粘接接头失效强度的影响

为了研究湿热环境对车辆上粘接结构机械性能的影响,本文选取4个温度点和5个湿度点进行组合,对单搭接接头进行了试验测试。通过对试验数据进行统计分析,获得了接头平均失效强度随温度和湿度的变化规律。利用响应面分析判断湿热环境对接头失效强度影响的显著性,并获得了环境因素对试验结果影响的合理数学模型。研究结果表明:接头平均失效强度在一定湿度水平下随温度增加呈指数衰减,在一定温度水平下随着湿度增加呈二次多项式衰减,且温度对接头平均失效强度的影响更加显著。

砂轮不平衡量检测方法的研究

建立了由砂轮不平衡量引起的主轴系统相对于砂轮架的二自由度振动模型,推导出砂轮不平衡量与主轴系统振动位移之间的关系。理论分析和实验结果表明:与目前的单自由度振动模型相比,信号中干扰成分更少,能够提高砂轮不平衡量的在线检测精度。同时,借助此信号也可对砂轮主轴系统的工作状态进行在线监控。

龙门导轨磨床立柱的多目标拓扑优化

以多工况下的应变能和结构振动固有频率为优化目标函数,对龙门导轨磨床立柱进行多目标拓扑优化。将质量小于1.3t做为约束函数,得到最佳质量分布云图,根据质量分布云图重新对立柱部件进行结构设计,再对新立柱做进一步的多目标参数优化,采用同样的约束函数和目标函数完成尺寸优化。优化结果表明,质量减少18%,最大总位移减少6.7%,第一阶固有频率提高11%。实现了在减少材料使用的情况下提高立柱动静态特性的轻量化设计目标。

龙门导轨磨床立柱动静态特性分析及优化设计

以MM52160导轨磨床立柱为研究对象,首先采用Spaceclaim软件建立龙门导轨磨床立柱的三维实体模型,并利用Hypermesh有限元软件对该模型进行前处理,建立立柱的有限元模型。对该有限元模型进行动静态特性分析,然后以立柱的质量作为目标函数,最大变形量作为约束函数,选择对立柱性能影响较大的灵敏度尺寸作为优化设计变量,进行多目标尺寸优化。优化后立柱的整体质量减少了113.2 kg,减少量约为总质量的7.3%;最大变形量减小了2.833μm,减小量约为总变形量的10.7%。实现了在保证立柱刚度的前提下,立柱的质量和最大变形量降低的目的。

基于ESO和BESO连续体结构拓扑优化分析

使用APDL参数化设计语言编写程序,利用ANSYS软件平台实现了对大型龙门工程机械横梁的拓扑优化。分析结果表明,双向渐进结构优化算法(BESO)迭代过程快,计算效率高,优化结构清晰。

车用胶粘剂载荷老化特性研究

为了研究车用胶粘剂在服役过程中,动态载荷对胶粘剂老化特性的影响,本研究对单搭接接头和对接接头试件的胶粘剂在不同载荷水平作用下进行疲劳试验,并与标准哑铃型Q235钢试件的疲劳试验结果进行了对比。研究结果表明:胶粘剂与金属材料的抗疲劳能力存在明显的差别。经过循环载荷作用,金属材料的剩余强度几乎没有变化,载荷水平和疲劳循环次数对其失效强度几乎不产生影响;而在循环载荷作用下,随着疲劳次数的增加,胶粘剂的剩余强度逐渐衰减,并且载荷水平越大,剩余强度衰减越明显。除此之外,研究还发现对接接头抵抗载荷老化的能力较单搭接接头更强。

湿热循环老化对异种基材接头力学性能影响研究

开展钢/铝粘接接头在湿热环境下的耐久性研究,选择0°单搭接接头、45°嵌接接头和90°对接接头,研究不同老化周期对接头粘接强度、失效位移、失效模式和接头刚度的影响,最后使用最小二乘法拟合出剩余强度与老化周期之间的关系曲线。研究结果表明:随着老化周期增加,粘接强度逐渐降低,经过60周期老化,45°接头粘接强度衰减最多,0°接头失效形式由内聚失效转变为界面失效为主的混合失效,45°接头失效形式由内聚失效转变为界面失效,90°接头失效模式由内聚失效转变为内聚失效为主的混合失效;老化后0°和45°接头刚度显著降低,但90°接头刚度几乎没有变化;指数函数与试验数据吻合较好。该规律可作为粘接强度预测模型,指导胶粘剂的工程应用。

Effect of Hygrothermal Cycle Aging on the Mechanical Behavior of Single-lap Adhesive Bonded Joints

The aging behavior of single lap joints(SLJ) in hygrothermal cycles was investigated and compared by using a shearing strength test, Fourier transform infrared spectroscopy(FTIR), thermogravimetric analysis(TG/DTG), energy dispersive spectrometry(EDS) and scanning electronic microscopy(SEM). The temperature/relative humidity was set at 80 ℃/95% and –40 ℃/30% for 20 cycles, 40 cycles, and 60 cycles(one cycle was 12 hours), respectively. The experimental results show that hygrothermal aging significantly decreases the failure strength of adhesive joints. However, the failure displacement increases as the number of aging cycles increases. In addition, hygrothermal aging changes the failure mode of the adhesive joints from a cohesive fracture in un-aged adhesive layers to an interfacial failure of aged adhesive joints.

差压式液压测头的设计及参数优化

提出一种以液体为工作介质,基于差压法的液压测头的设计和工作原理。利用CFX软件绘制了Δp-s工作曲线图,分析了各参数对液压测头工作性能的影响,对液压测头的几个重要参数进行了优化。

轨道车辆结构粘接耐久性评估方法的研究

通过研究高铁车辆信息窗粘接接头在极端恶劣条件下的老化行为,提出了用于轨道车辆粘接接头耐久性评估的人工加速老化试验谱制定流程和模拟试验设计方法。根据检测结果,设计了一种玻璃内粘接结构的信息窗,可避免信息窗粘接胶层发生疲劳断裂,提高了其耐久性。

湿热环境对铝合金接头性能的影响

选择单搭接接头,研究高铁车窗使用胶粘剂的耐候性,分别进行不同循环老化周期耐候性试验,研究不同老化周期对粘接性能的影响。通过对老化前后粘接接头准静态拉伸试验,确定其衰减比率和失效模式,并使用扫描电镜对失效接头断面进行表征。最后使用最小二乘法拟合出剩余强度与老化周期之间的关系曲线。研究结果表明:随着老化时间的增加,粘接强度退化明显,说明环境因素对粘接强度产生巨大影响。

《公路运输枢纽规划与设计》线上教学模式创新研究

在学生"停学不停课"、教师"停学不停教"的背景下,高校依托教育信息化2.0行动计划,充分利用网络教学平台开展教学工作.本文在充分分析《公路运输枢纽规划与设计》课程的特点和要求的基础上,从教学理念转变、教学设计创新、教学过程优化等方面进行课程线上教学的创新设计,并通过具体课堂教学实施反馈完善该模式,不仅达到了在线学习与线下课堂教学质量实质等效的效果,完成了教学目标,提高了教学质量,而且对其他相关课程的线上教学具有一定的借鉴意义.

考虑温度和载荷影响的动车信息窗粘接结构寿命预测

针对动车信息窗粘接结构,考虑环境和载荷对粘接结构寿命的影响,提出了一种加速老化与自然老化相结合的寿命预测方法;对粘接结构影响因素进行分析,建立了加速老化的温度-动态载荷耦合循环谱,制作了铝合金对接接头,分别进行0、10、20、30循环周期的加速老化试验,定期测试接头的剩余强度和失效形式,获得粘接剂剩余强度随载荷循环次数的变化规律;提取自然老化下不同行驶里程的实车胶条,进行剩余强度测试,获得了粘接剂剩余强度随行驶里程的变化规律;采用多项式函数分别拟合载荷循环次数、行驶里程与粘接剂剩余强度衰减率的函数关系式,建立了载荷循环次数与行驶里程之间的函数关系式。研究结果表明:相比粘接接头初始强度,温度循环10、20、30周期后粘接接头的剩余强度下降幅度依次为11.6%、15.9%、20.7%,而温度-动态载荷耦合循环后强度分别下降了14.1%、18.9%、24.8%,说明动态载荷加剧了接头强度的衰减,并且均呈现先快后慢的下降趋势;温度-动态载荷耦合试验作用后,接头断面的失效形式和机理变化明显,初始时接头胶层发生老化失效,而后随着载荷循环次数的增加,接头主要失效机理由老化失效转变为疲劳失效;加速老化与自然老化下粘接剂失效强度的衰减率变化趋势基本一致,建立的载荷循环次数与行驶里程的函数关系式能够较准确地预测粘接结构的寿命,预测得到动车最大安全里程为8.34×10~6 km。

一种客车侧窗的粘接强度校核方法

为了对复杂应力状态下的客车侧窗粘接结构进行强度校核,提出一种基于粘接面法向正应力和切向剪应力的粘接强度校核方法。采用有限元方法在客车行驶的扭转工况下对侧窗胶黏剂进行强度分析,获得胶黏剂单元的实际应力,并通过客车侧窗的局部结构试验进行验证;采用胶黏剂Bostik-ISR 7008设计了1组搭接接头、对接接头和不同粘接角度的嵌接接头,分别在80℃、25℃和-40℃下对粘接接头进行轴向拉伸试验,获得接头破坏时的拉力,建立了一个基于粘接面法向正应力与切向剪应力的失效准则,该失效准则可用一个二次多项式拟合而成;根据弹性力学力的平衡原理,将胶黏剂单元在全局坐标系下6个方向的应力分量转换简化成粘接面法向正应力和切向剪应力的形式,采用失效准则对侧窗胶黏剂的实际应力进行强度校核,计算胶黏剂单元的安全系数,并进行了统计分析,整个过程通过编写FORTRAN程序自动实现。结果表明:胶黏剂的粘接强度随着温度的升高而降低,客车侧窗胶黏剂的安全系数主要集中在大于30的范围;在考虑温度对粘接强度影响的情况下,该客车侧窗的粘接结构是安全的,且存在很大的优化空间。

湿热环境对车用粘接剂拉伸强度的影响

为研究湿热环境对车用Sikaflex-265粘接剂拉伸性能的影响,本文通过铝合金对接接头的准静态拉伸试验,得到Sikaflex-265粘接剂在20种湿热组合环境下的拉伸失效强度。利用Matlab软件,分别以二次多项式函数和指数函数对试验数据进行拟合,发现二次多项式函数能更精确反映出Sikaflex-265粘接剂拉伸失效强度随温度和湿度的变化规律。最后,利用Matlab软件进行回归分析,建立了Sikaflex-265粘接剂在任意湿热条件下拉伸失效强度的预测模型,与试验结果对比,模型的预测结果具有较好的精度。

基于剩余强度的高速动车侧窗粘接强度校核方法

从工程应用角度出发,提出了一种基于剩余强度的高速动车组侧窗粘接结构强度校核方法,该方法采用人工加速老化试验与仿真分析相结合的方式,完成对粘接胶层的强度校核。采用执行程序完成校核结果的显示化,获得粘接胶层安全余量云图,方便设计人员参考。最后,通过实车模型验证了该强度校核方法的简单、有效性。