带有橡胶垫层的混凝土接触特性试验及其内聚力模型

针对带有橡胶垫层的混凝土试件,通过直剪试验研究了带有橡胶垫层的混凝土接触摩擦特性。采用PPR内聚力模型表征接触面的接触摩擦特性,对试验结果进行了模拟分析。试验结果表明:在带有橡胶垫层的混凝土接触面剪切过程中,剪切应力与剪切位移的变化过程可分为弹性、弹塑性硬化和应变软化变形阶段。当轴向应力在1.5 MPa～13 MPa范围内时,残余强度与剪切强度比在55%～65%,当轴向应力为17 MPa和21 MPa时,残余强度与剪切强度比大约分别为70%、80%。橡胶垫层在混凝土之间起到良好的缓冲作用。在轴向应力较大时,接触面的应力变形会伴有明显的软化变形阶段。利用Archard非线性幂次准则描绘了剪切峰值应力与轴向应力的关系,准则中常数k和m分别为0.97和0.33。PPR内聚力模型计算表明剪切应力随剪切位移变化关系曲线与试验结果基本吻合,为研究盾构管片块体间的接触摩擦作用研究提供借鉴。

混凝土与混凝土接触摩擦特性的试验研究

为分析混凝土与混凝土接触特性,采用直剪试验和单轴压缩试验分别研究了混凝土与混凝土接触法向和切向接触特性。试验结果表明接触面剪切应力随剪切位移变化过程可分为弹性变形阶段、塑性硬化变形阶段;剪切应力达到峰值后,接触面仍处于较高的应力状态,试件局部位置出现破坏。Archhard非线性摩擦幂次准则能够较好的描绘出剪切应力峰值与轴向应力的关系,为相似接触条件问题剪切应力峰值的估计和预测提供依据。在混凝土未产生破坏时,接触面的法向和切向接触刚度可分别取值为28.95、12.77 MPa/mm,为相似接触条件的分析计算提供参考。

轮胎与路面接触应力的非均匀性分布试验研究

为研究路面构造对轮胎接触应力分布均匀性的影响,以子午线轮胎和不同沥青混合料路面为研究对象,采用压力胶片测量系统开展了胎/路界面的接触应力分布研究,提出描述真实界面接触应力分布的数学模型,并分析胎/路接触应力分布的非均匀性及其影响因素.结果表明:经SPSS软件中的P-P图验证,胎/路接触应力分布均符合Weibull模型,可以采用Weibull模量来表征该接触应力分布的不均匀程度;汽车轮胎与沥青路面主要为点接触状态;相比荷载,路面粗糙度对轮胎接触应力分布不均匀程度的影响更显著;超载作用下,胎/路界面外侧花纹块的应力明显增大,接触应力呈凹形分布;路面凸起构造是影响胎/路界面应力集中的主要因素,胎/路界面接触应力峰值与路面构造深度能建立显著的线性回归方程,可为实际工程中的路面磨耗层设计提供理论指导.

顺序增压切换阀冲击过程仿真分析

快速响应的工作要求使顺序增压切换阀阀体挡台接触面承受较大的冲击作用,为了探索接触面在工作中所受的冲击效应,采用ANSYS有限元仿真软件,建立各个部件之间的接触关系和有限元分析模型,对顺序增压切换阀进行五种工况下的瞬态动力学仿真分析,预测了冲击破坏的区域,得到了切换阀在关闭过程中阀板和阀体挡台接触面的冲击强度的变化规律。仿真结果表明:切换阀速度与应力峰值产生部位分别为阀板、阀体挡台距离转轴最远处;阀板与阀体挡台总冲击响应时间为5 ms左右,顺序增压切换阀冲击过程中阀体挡台接触面应力的理论计算值与仿真分析计算结果值误差在10%以内,吻合性较好。

基于接触力学的路面构造粗糙度评价

为了给路面抗滑构造设计与优化提供指导,使得设计的隧道水泥混凝土路面具有更好的抗滑性能,针对目前路面抗滑性能评价指标的不足,基于轮胎与路面接触作用机理,从接触力学的角度提出一种轮胎有效接触界面的构造粗糙度评价方法。通过对四种不同路面的胎/路接触应力分布特性进行比较,对接触应力分布非均匀性和应力集中效应进行分析,并提出了相应的评价指标。结果表明:结合室内试验与现场路面压力胶片测试,不同路面上的轮胎接触应力分布为典型的非均匀分布状态,且具有一定的随机分布特性,可以从接触力学的角度反映路面构造分布形态。应力峰值可以表征单点构造峰顶接触应力最大值,直接反映了路面构造与轮胎的包络变形程度,而Weibull模量可以从接触界面上进行整体的应力分布均匀性评价,属于间接性面域评价指标,二者的结合能够更加全面地进行路面的构造粗糙度评价。

液压力对吸入模块密封胶芯性能影响研究

以在我国南海深水服役的无隔水管钻井液回收钻井系统为对象,为了解决密封胶芯寿命低的难题,进行吸入模块密封胶芯有限元分析,研究胶芯在海底工作时单面受压和双面受压对胶芯与钻具间的接触压力、胶芯von Mises应力峰值的影响,分析不同液压力下胶芯与钻具间的接触压力、胶芯von Mises应力峰值的分布规律,以期为胶芯延寿提供技术参考。胶芯材料模型采用近似不可压缩弹性材料的两参数Mooney-Rivlin模型函数,采用罚函数法进行求解。研究表明,海水液压力对胶芯与钻具间的接触压力、胶芯von Mises应力峰值有着显著的改善作用,应在吸入模块两胶芯间设计压力调节装置。

隔离开关外压板簧型触头的设计与计算

介绍了隔离开关外压板簧触头结构与内拉弹簧触头结构的特点和优劣,重点论述了外压板簧型触头在设计中的若干问题。外压板簧型触头的设计要点在于对触指接触压力的计算,同时文中给出了触指的动稳定性校验公式、短时触点温升计算式和触头软化时的电压降的计算式,在设计触头结构时均能够起到参考的作用。

防止舌簧阀片断裂的研究和节能型气阀的开发

在种类繁多的气阀片中,条形的舌簧阀片结构简单,动态特性好,响应速度快,节能效果显著,但是容易断裂。通过对大量收集的断裂的舌簧阀片的观察研究与分析,弄清了舌簧阀片断裂的成因,总结出防止舌簧阀片断裂的设计方法,设计成功以舌簧阀片为启闭元件的长寿命、高效节能型气阀,并进一步将这种新型气阀用于压缩机设计,使压缩机的技术性能大幅度提升。

水工三级配及湿筛混凝土单轴受压力学特性细观数值模拟

为了研究水工大骨料混凝土单轴受压的力学特性,运用颗粒流离散元软件PFC 2D建立三级配大骨料混凝土试件模型,通过将单轴压缩数值模拟得到的强度与已有文献中三级配大骨料混凝土试验数据进行对比,标定出水工大骨料混凝土中砂浆颗粒间的接触参数、粗骨料颗粒间的接触参数以及砂浆与粗骨料接触面的细观参数,将标定出的接触参数运用到湿筛混凝土中进行单轴压缩数值模拟。结果表明,在相同细观参数情况下,湿筛混凝土破坏形态与大骨料混凝土相近,裂缝数量较多;二级配湿筛混凝土试件的强度为三级配大骨料混凝土试件强度的1.25倍,两者的应力-应变曲线形状相近,峰值处应变为大骨料试件的1.2倍。研究成果可为水工大骨料混凝土力学性能研究提供借鉴。

相对弯曲半径对成形凹模接触应力峰值的影响

动态接触应力尤其接触应力峰值是造成高强钢成形凹模局部磨损的主要原因,相对弯曲半径是影响接触应力峰值的最大因素。通过宽板弯曲成形圆角受力分析,得到相对弯曲半径与板料厚向主应力关系式,定性分析相对弯曲半径与凹模圆角接触应力的负相关性。利用U形件弯曲有限元模型,获得系列相对弯曲半径对应的接触应力峰值曲线,分析峰值曲线特征及变化趋势。经拟合分析得到最大接触应力峰值与相对弯曲半径的二阶多项式关系,可为接触应力峰值预测、模具选材提供指导。