辐板厚度对车轮残余应力的影响

增加辐板厚度在提高车轮抗疲劳性能的同时,也使车轮内部残余应力发生了改变。利用锯切法和基于ANSYS有限元软件的仿真法分析不同辐板厚度的车轮在制造态和磨耗态的残余应力变化规律。结果表明:锯切法和仿真法结果趋势基本一致。随着辐板增厚,新制车轮轮辋周向残余压应力及其深度增大,轮辋心部最大周向残余拉应力减小,辐板增厚对减小新制车轮轮辋周向残余拉应力效果明显。随着辐板增厚,磨耗车轮周向残余压应力增大,周向残余压应力深度增加,有利于抑制磨耗轮轮辋裂纹的萌生和扩展;径向残余拉应力增加,对辐板抗疲劳性能不利。

车辆荷载作用下电解车间楼板配筋计算方法的探讨

电解车间操作楼板上作用有车辆荷载,其配筋计算可按以下两种方法设计:①将车轮的局部荷载按结构效应的等效原则,换算为等效均布荷载,再采用结构计算软件进行内力计算并配筋;②按行车桥板的计算方法进行内力计算并配筋。本文详细介绍了计算过程中应注意的问题,并列出分析结果。通过工程实例,提出了合理的结构计算原则,对类似工程具有参考和借鉴作用。

车轮辐板抛丸强化试验数据分析与研究

根据轧制车轮辐板抛丸强化得到的试验数据,经PA2软件处理后绘制出阿尔门饱和曲线,结合抛丸强化工艺参数及抛丸强化机理,对车轮辐板抛丸强化试验数据及阿尔门饱和曲线进行研究分析。结果表明:弧高值的大小取决于弹丸对试片的冲击功,满足弧高值要求的情况下,冲击功越小,饱和时间越短。当冲击功低于一定值后,冲击功越小,饱和时间反而越长。在满足弧高值要求的情况下,提高工件喷丸强化生产效率的唯一方法是提高单位时间内的喷丸量,即增大抛丸器功率。

某轮式两栖车水动力仿真分析与性能优化

轮式两栖车由于车轮处凸起和开槽,其外形结构与常规船体相比具有较大的差异,水上运动性能也更加复杂。用传统理论计算,很难准确估计其水阻力及其分布。本文采用水动力分析软件FLUENT对初始设计模型进行仿真分析,根据仿真结果和各区域压力分布情况,对车体外形和重量重心分布进行多轮有针对性的优化,并对最终优化结果进行仿真分析和水池试验验证,最后得出满足初始任务目标要求的车体构型。该项工作可为后续两栖车车体构型设计提供借鉴。

大跨径悬索桥钢桥面铺装受力特性分析

为研究大跨径悬索桥钢桥面铺装的力学行为特征,建立了“整桥—箱梁节段—局部正交异性板”多尺度三阶段力学模型。分析了钢板厚度和横隔板间距等构造参数对桥面系受力的影响,以及在荷载作用下,铺装层应力最值、钢板应力最值等技术指标的变化和分布规律。得到如下结论:拉应力是导致铺装开裂的主要原因,疲劳裂缝沿桥梁纵向;以拉应力为控制指标时,钢桥面铺装在距离横隔板0.3 m范围内的受力最为不利;铺装层对车辆荷载应力响应具有较强的局部效应;适当增加钢板厚度,可有效减小由荷载作用引起的铺装层拉应力和钢板焊缝应力,提高结构抗疲劳性能;适当增加横隔板间距,可有效减小由荷载作用引起的钢板焊缝应力。

考虑磨耗及不等厚辐板的轨道车轮振动声辐射特性

为了降低轨道车轮振动的声辐射,以双S型辐板车轮为研究对象,建立了反映磨耗及不等厚辐板的9种城市轨道车轮三维有限元模型,分别获得了车轮在各阶振动模态下的固有频率及结构振型,对比分析了不同车轮的声功率级响应曲线,从而得到车轮在不同磨耗条件及不等厚特征情况下的声辐射水平。研究结果表明:与初始现役车轮相比,辐板上部不等厚车轮在峰值声功率级上降低了13.82 dBA;随着踏面磨耗加深,车轮的噪声逐渐增大;辐板上部不等厚车轮在不同磨耗下的最大声功率级均小于初始现役车轮。

高频振动下轮轨噪声的特性分析

为了探究高频振动下无砟轨道的轮轨噪声,进行轮轨耦合动力学分析,利用结构导纳结果与轨道不平顺求解频域下竖向轮轨力,将此力作为外部激励求解车轮与轨道有限元模型的振动响应,然后将此振动响应作为声学边界条件并利用边界元法得到轮轨的结构噪声辐射。研究表明,轮轨噪声主要集中在100~4000 Hz,在2500 Hz以下时,钢轨对总噪声的贡献量最大,在2500~4000 Hz时,车轮的贡献量最大,且列车行驶速度增大,轮轨的最大声压级也逐渐增大;在低频和高频时钢轨质量对轮轨噪声有影响;扣件垂向阻尼越大,轮轨的最大声压级越小。

镀镍cBN磨料对树脂结合剂cBN砂轮磨削性能的影响

通过树脂结合剂cBN砂轮中所使用的cBN磨料按不同质量比,将裸料cBN和镀镍cBN-N60 (镍层质量分数60%,下同)磨料混合后制备成端面磨削用树脂结合剂cBN砂轮,探究不同比例的镀镍cBN磨料对树脂结合剂cBN端面砂轮的磨削性能的影响。使用端面磨床对砂轮进行磨削测试,从修整后砂轮表面状态,以及磨削过程中磨削效率和工件粗糙度等方面进行探究,研究不同比例的cBN磨料对磨削空调压缩机气缸的影响。试验结果表明:当裸料cBN磨料与cBN-N60的比例为1∶2时,树脂结合剂cBN砂轮具有较好的锋利度和自锐性。

基于有限元-边界元法的不同辐板型式车轮振动声辐射分析

为了深入研究车轮辐板外形变化对车轮振动声辐射噪声的影响,利用有限元计算方法进行直辐板和曲辐板两种类型车轮的模态计算及谐响应分析,再采用声学边界元软件建立边界元模型,进而计算得出不同辐板外形车轮受单位的法向力作用时的声辐射功率。通过计算发现直辐板车轮比曲辐板车轮噪声水平更低,合理的车轮截面形状能够显著降低车轮振动声辐射噪声。通过某型车拖车车轮声辐射计算结果与实验室试验结果的对比,结果表明车轮在各频率下最大噪声值误差约为3%、模态密集区域的主要频率最大误差在2%以内,仿真结果较为准确。

TD技术在汽车模具中的应用

以汽车轮罩外板为例,利用TD技术对其模具进行重新开发,解决了制件的拉毛开裂等质量问题。阐述了TD技术相对于其它表面热处理技术的优点。

岸边集装箱起重机轮边制动器不均匀磨损案例研究

轮边制动器是岸边集装箱起重机防风装置的常见形式,在防范阵风灾害方面发挥重要作用。文中对岸边集装箱起重机轮边制动器摩擦片不均匀磨损检验案例进行研究,首先通过厚度测量发现摩擦片外侧磨损量大于内侧;然后对制动过程中摩擦片的运动位置分析,随位弹簧失效导致开闸时制动退距出现偏差;制动闸瓦自身重力引起偏摆,使得制动时摩擦片内、外侧与车轮无法同步接触,造成两侧的制动时间和接触压力不同,最终引起摩擦片磨损不均。对随位弹簧进行断裂失效分析,最终对轮边制动器的检查和维护保养提出建议。

云巴胶轮有轨车辆感应板在计轴传感器上的感应特性研究

本文介绍了云巴胶轮有轨列车的计轴感应方式和装车计轴感应板常用的结构形式,在实验室对计轴感应板与计轴传感器的感应特性进行了划轴探测测试,对划轴探测的波形数据进行了分析研究,结果表明:车辆计轴感应板与计轴传感器之间的感应波形数据与传感器种类、感应板与传感器之间距离和感应板大小均有关,其中感应板与传感器之间的距离是最主要影响因素。通过对计轴感应板与计轴传感器感应特性的研究,明确了车辆感应板和轨旁计轴传感器安装的理想相对位置,指明了列车行车过程中计轴感应性能提升的优化方向。

碟轮修整单层钎焊金刚石砂轮的试验研究

单层钎焊金刚石砂轮在制作完成之初由于砂轮基体加工存在误差以及磨粒粒径大小不一等原因造成磨粒等高性不一致,这使其难以在硬脆材料的精密磨削中得到广泛的应用。采用自制的钎焊碟轮对80/100#单层钎焊金刚石砂轮进行了修整试验研究。在修整试验前后跟踪了砂轮磨粒等高性的变化,进行了SiC陶瓷的磨削试验,并观测了工件表面质量的变化情况。试验结果表明:采用此方法能够实现单层钎焊金刚石砂轮的高效精密修整。修整试验结束后砂轮磨粒等高性较好,磨削SiC陶瓷的表面质量得到明显改善,表面粗糙度Ra值达到了0.1μm以下。

840D车轮辐板孔裂纹成因的强度及疲劳分析

采用大型通用商业分析软件Abaqus及Ansys,计算840D车轮在典型工况下的应力分布。计算分析表明:在坡道制动、机械载荷和停车制动3种典型工况作用下车轮辐板孔外侧处于受压状态,内侧处于受拉状态,而且应力幅值较大,是疲劳薄弱点;坡道制动工况与机械载荷工况的组合作用,是车轮辐板孔边产生高应力的主要因素;在相同制动工况下,车轮辐板孔边应力随着轮辋厚度的减小而增大,随着辐板孔向轮辋偏移量增大而增大;机械载荷工况与坡道制动工况的组合作用是导致各种车轮辐板孔疲劳裂纹萌生的主要原因;机械载荷工况与停车制动工况的组合作用对车轮辐板孔边萌生疲劳裂纹的影响相对较小。

碟轮修整单层钎焊金刚石砂轮对磨削SiC的材料去除机理的影响

碟轮修整方法可以实现对单层钎焊金刚石砂轮的精密修整,改善磨粒等高性,提高加工表面质量。为了探究此种修整方法对磨削SiC陶瓷的材料去除机理的影响,建立了砂轮修整量与单颗磨粒最大切厚之间影响关系的理论模型,并且进行了单层钎焊金刚石砂轮的碟轮修整实验,在修整过程中又进行了SiC陶瓷的磨削实验。从砂轮磨粒形貌及磨削表面形貌角度对磨削过程中的材料去除机理进行了研究。结果表明,碟轮修整单层钎焊金刚石砂轮增加了砂轮表面动态有效磨粒数,减小了单颗磨粒最大切厚,使SiC陶瓷的材料去除方式从修整前的脆性断裂转变为塑性变形,最终实现了SiC陶瓷的延性域磨削。

考虑不同辐板的城市轨道车轮热力耦合特性研究

以城市轨道交通车轮为研究对象,建立了三种典型辐板型式(直辐板、单S型辐板和双S型辐板)的轨道车轮模型,研究了轨道车轮结构载荷和热载荷的计算方法,重点比较了这三种辐板型式轨道车轮在不同磨耗下的热力耦合特性,获得了热力耦合条件下的不同辐板类型轨道车轮的耦合应力特性,利用Goodman疲劳极限图对三种辐板型式轨道车轮疲劳强度校核。结果表明:三种辐板型式的轨道车轮均满足疲劳强度要求;双S型辐板车轮较直辐板车轮和单S型辐板车轮在耦合场中具有较好的抗疲劳性。

重载货车车轮踏面制动辐板热应力分析

采用大轴重货车是解决我国铁路货运能力不足的主要途径之一,然而提高轴重意味着车轮踏面所受的制动热负载将会增大,这可能导致大轴重货车车轮辐板热损伤加剧。因此,有必要通过对不同轴重车轮热应力的对比分析,揭示轴重大小对车轮辐板损伤的影响规律,为制定大轴重货车运行和制动条件提供支持。提出研究此问题的新思路,采用热弹塑性有限单元法,模拟在热处理工艺过程中车轮辐板残余应力分布状况,使得车轮存在仿真制动工况所需的初始残余应力。对重载运煤专线—大秦线全程循环制动进行模拟,计算得到车轮制动功率—时间历程,仿真在此工况下30 t重载货车车轮辐板的温度场和热应力场的分布状况。计算比较21 t、25 t和30 t轴重货车车轮在大秦线全程循环制动中热应力和制动完全结束后的残余应力的变化规律。结果表明,车轮在热处理后,车轮辐板残余应力是不可忽视的。随着轴重的增大,车轮辐板将承受更大的热应力和残余应力。

高温合金压气机盘锻件纵断面中铌分布的原位统计分布分析表征

采用原位统计分布分析表征技术系统研究了GH169高温合金压气机盘纵断面不同部位铌分布的规律。以所得到的与样品原位置相对应的数以万计原始信号系统解析为基础,进而获得压气机盘锻件的纵断面不同部位铌的定量统计分布信息以及加工工艺过程中铌的迁移规律。准确计算判定了盘纵断面不同部位铌的最大偏析度,提出了95%置信度时中位值置信扩展率,即统计偏析度(S)新参数,用以表征铌在压气机盘中分布的均匀度;提出了所有数据在特定含量区间(C0±R)的频度(权重)比率,即统计符合度(F)新参数,用以表征预设质量控制区间铌含量的一致性的概率。采用原位统计分布分析的表征方法,准确定量地评定了高温合金压气机盘件纵断面不同部位铌的分布均匀度和符合度,为加工后盘件的质量控制评估提供了参考。

铁路机车车轮辐板疲劳分析

针对机车车轮源于锈蚀坑的辐板疲劳断裂,参照AAR S-669标准,按照Sines准则,并考虑热载荷、抛丸残余应力和表面缺陷的影响,使用有限元软件ANSYS进行疲劳分析。结果表明:车轮的结构设计符合AAR S-669的要求;若车轮无表面缺陷,即使车轮未经抛丸处理且承受大的热载荷,也不可能发生疲劳;若车轮有表面缺陷且承受大的热载荷,随着应力集中系数的提高,将可能发生疲劳。

球齿轮的磨削加工和齿根过渡曲面方程的推导

球齿轮机构是一种能传递空间二维运动的新型齿轮机构。为了解决球齿轮的精加工问题,设计了在范成法加工条件下利用球齿轮与盘形砂轮的啮合运动来加工球齿轮的精密磨削加工方案。介绍了球齿轮齿根过渡曲线的形成原理,以及球齿轮齿根过渡曲线的加工方法。推导出了球齿轮齿根过渡曲线与过渡曲面的参数方程,仿真和实验验证了该方法的正确性。