新型密柱支撑张弦铝合金结构设计与施工关键技术研究

世博温室项目屋盖为任意不规则曲线组成的无曲率平面,采用异形多边形网格加大透光率,基于这些特点,选型最终定为张弦铝合金网格结构。本项目挤压出新型“日”字型挤压铝合金构件以更好地承受屋盖面内弯矩,保证杆件与整体结构平面内有效传力。设计了新型刚接板式节点并通过足尺试验和精细化有限元分析研究了节点刚度与极限承载力,试验及有限元对比分析结果表明,该类节点有较高的抗剪、平面内和平面外承载力。阐述了弯扭构件数字化加工工艺及不规则铝合金特殊单元式的装配式预拼装技术,引入立面幕墙与主体结构一体化设计技术,其中立面幕墙面板设计首次通过整体协同分析考虑了主体结构变形的影响,计算结果表明设计构造满足要求。重点说明了双向正交布置拉索的施工张拉模拟计算方法,验证了索力分级张拉时结构处于安全状态,张拉完毕结构变形满足要求。

基于热-力耦合法的高速车地板焊接变形数值模拟

基于热-力耦合的有限元法,对高速车地板大型复杂铝合金挤压中空型材结构的拼焊过程进行了数值模拟.为了提高计算精度,试验测试了随温度变化的材料动态力学性能参数及热物理参数,并采用移动双椭球体热源模型模拟MIG焊接热源.对多个高速列车地板结构的焊后挠曲变形进行了现场测试.结果表明,模拟计算结果与测试数据具有很高的吻合度.基于热-力耦合的有限元法并将材料动态高温性能参数带入模拟计算的方案能够为大型复杂结构的焊接变形预测提供高效、高精度的技术手段,为目前结构的制造工艺改进及新产品的开发提供数字化的研究平台.

动车组铝合金型材地板焊接变形的数值模拟

采用非线性有限元软件MSC.Marc对动车组地板大型复杂铝合金挤压中空型材结构的焊接过程进行了数值模拟。为了提高计算效率和精度,对结构的有限元模型进行了合理的疏密过度的网格划分,实测了材料随温度变化的热物理-力学性能参数,并采用双椭球体热源模型模拟MIG焊接热源。通过对某型号动车组地板结构焊接后挠曲变形的实际检测,结果证明模拟计算结果与检测数据吻合良好。研究结果证实:基于热-机耦合的有限元法并将材料动态高温性能参数的试验测试数据代入模拟计算的方案,能够为动车组铝合金型材地板焊接结构的焊接变形预测提供高效、高精度的技术手段。利用本方法可以实现同类复杂结构焊接变形高精度预测。

地铁车辆车体及内饰方案研究

文章通过对上海地铁明珠线二期工程车辆项目(SPL2)和上海地铁一号线增能扩编(6改8)车辆项目(SHL1_Exp.)的车体设计对比,讲述了SHL1_Exp.地铁车辆车体设计中的优化,并提出低成本地铁车体内饰设计方案。

空心铸锭壁厚不均对挤压管材偏心的影响

研究了挤压铝合金管材时空心铸锭的壁厚不均对挤出管材头部偏心的影响。指出把铸锭壁较厚的一边朝上、壁薄一边朝下装入挤压筒中,有利于减小挤压管材的头部偏心,偏心部位延伸的长度也较短;反之,则会使偏心程度更加严重。

高速动车组铝合金司机室焊接结构设计

根据高速动车组铝合金车体设计概念的要求,利用头车的空气动力学外形,采用自顶向下的设计方法,进行司机室的三维设计,按照EN 15085焊接标准选择铝合金司机室的母材、焊接材料和设计司机室的焊接接头型式。司机室各部件和司机室总成件工艺性好、焊接变形小,能满足头车优美、流畅的气动外形要求。在此基础上,通过对司机室的静强度计算和试验数据的分析。

铝合金挤压在线淬火技术

较全面系统地论述了铝合金挤压在线淬火的基本原理与实现在线淬火的工艺条件,并列出了部分常用铝合金的挤压在线淬火工艺参数。锭坯的质量与均匀化处理,挤压前锭坯的预热条件,合金的淬火敏感性及挤压在线淬火的冷却速度,先进的精密水-雾-气淬火装置等,是实现铝合金挤压在线淬火工艺的充分必要条件。铝合金挤压在线淬火是一种先进有效的工艺,可简化工艺流程,提高生产效率,缩短生产周期,降低生产成本,具有重大的经济价值。