新型有轨电车扣件系统设计及性能

针对国内有轨电车无枕式扣件调高量不足、共享路权地段扣件强度尚待加强等问题,提出了一种新型有轨电车扣件系统,并对该扣件进行了有限元分析和室内试验。该扣件系统为弹性不分开式有挡肩扣件,其中基板和调高座采用玻纤增强聚酰胺材料注塑成型,在保证承载力的前提下提高了基板和调高座的防腐蚀性和绝缘减振性;其余零部件为国铁标准件或地铁通用件。该扣件垂向调整量为0~+20 mm,轨距调整量为-12~+8 mm,调整极差为1 mm。计算和试验结果表明:本文研发的新型有轨电车扣件系统关键零部件受力和变形满足要求,结构可靠;300万次荷载循环后各零部件无损伤,无失效;能满足有轨电车对扣件系统调整量、强度和可靠性的要求,性能稳定,维修养护方便。将该扣件系统应用于实际工程,通车运营三年,服役状态良好。

火灾全过程下双腹板顶底角钢节点破坏机理研究

火灾下钢结构梁柱节点破坏是导致结构连续性倒塌的主要原因之一,研究梁柱节点在高温下和高温后的破坏机理对评估钢结构抗火性能具有重要意义。为此,对双腹板顶底角钢节点在常温、升温、升温-降温、火灾后的力学性能进行缩尺模型试验研究,并建立缩尺和足尺节点有限元模型,研究温度场景、荷载、缩尺比例对节点抗火性能的影响。研究表明:火灾全过程下双腹板顶底角钢节点的破坏模式、临界温度、残余承载力与温度场景、持载、角钢与螺栓相对强度有关,升温阶段和火灾后缩尺节点的破坏模式分别为下角钢螺栓孔受拉破坏和下角钢螺栓剪切破坏,而足尺节点模型的破坏模式为下角钢螺栓受拉破坏,主要原因是温度场景和缩尺比例的耦合作用下,角钢与螺栓的相对强度发生变化,导致破坏模式的变化;火灾下持荷对火灾后节点残余承载力有较大影响(误差可达60%),不考虑荷载影响结果偏不安全。有必要在火灾后结构抗火性能评估中考虑持载的影响,不同比例结构模型的抗火性能对应关系还需要进一步研究。

弹射座椅冲击特性试验及仿真研究

分析了飞机弹射座椅的弹射救生原理,建立了弹射座椅冲击试验方案,得到了试验过程中座椅结构的动态响应。在此基础上,应用冲击动力学软件DYTRAN建立了弹射座椅冲击试验数值分析模型,对弹射座椅冲击试验进行了数值仿真,分析了弹射座椅在冲击载荷作用下的响应规律。通过对比试验结果与仿真结果可知,仿真结果在响应规律、响应值等方面与试验结果吻合良好。

汽车座椅调角器智能化设计分析与试验验证

实现汽车座椅调角器的智能化设计,运用相关参数化设计理论及WAVE来控制调角器的控制参数,对调角器进行运动学分析和有限元分析,将理论分析与试验的物理模型进行对比,获得较为完善的调角器智能设计模型。

电液式可变气门系统的仿真与实验优化

利用AMESIM软件建立电液可变气门机构模型,以研究关键参数如电磁阀特性、液压缸直径、供油压力、油泵流量、蓄能器容积和进回油管直径等对气门升程特性的影响,结果表明,液压缸直径与进回油管直径存在最优值,分别为16和6mm。在此基础上建造了电液可变气门系统试验平台,对气门落座速度进行优化。结果表明,采用多脉冲信号控制使落座速度由1.43降至0.82m/s时,其所对应发动机转速由2 370降至1 497r/min,难以满足要求。利用单向节流阀进行节流可以使落座速度降至0.3m/s,但因回落过程一直存在节流损失,回落时间较长,与此对应发动机转速为1 130r/min。采用开关电磁阀与单向节流阀并联策略,可在有效降低落座速度的同时,缩短气门回落时间,在供油压力为15MPa,落座速度为0.3m/s条件下,该系统可满足柴油机2 500r/min工况的需求。

基于DOE的儿童乘员约束系统约束路径优化

为优化安全带固定式儿童乘员约束系统(CRS)安全带设计,用"试验设计方法(DOE)",优化约束路径参数。用CRS有限元模型,建立Hybrid III 3岁儿童假人正面碰撞仿真模型,用台车试验结果进行了验证。改进了CRS骨架结构,用正交试验设计,研究安全带导向环固定位置、骨架座椅厚度及儿童乘员与五点式安全带之间的摩擦因数等因素,对头部伤害指标(HIC15)值、胸部合成加速度、胸部垂直加速度等损伤参数的影响。结果表明:头部前倾位移量,从高于法规限值(550 mm)的1.5%,降到低于限值的15%。安全带导向环固定位置是最为敏感的因素;因此,优化导向环固定位置及降低摩擦因数,可减少头部最大位移量。

部分包裹混凝土柱-型钢梁顶底角钢连接框架抗震性能试验研究

为了研究部分包裹混凝土柱-型钢梁顶底角钢连接框架的抗震性能,以角钢螺栓边距和柱子轴压比为变量进行了试验研究。试验共设计了3个框架,通过施加低周反复水平荷载,分析研究了影响框架抗震性能的指标,研究发现:框架试件破坏顺序符合"强柱弱梁"的抗震设计原则;适当增大轴压比或减小角钢螺栓边距可以提高框架初始刚度及水平极限承载力;框架滞回性能较好且延性系数满足抗震规范相关规定,具有良好的抗震性能。

PCBN硬态切削粉末冶金气门座圈的试验研究

为了提高粉末冶金气门座圈实际加工中的加工表面质量和刀具寿命,需要研究聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具硬态切削时切削参数对切削力的影响规律。文章通过正交试验设计,建立了PCBN刀具硬态切削粉末冶金气门座圈切削力的经验公式,并研究了切削用量对切削力的影响。试验结果表明:PCBN刀具硬态切削粉末冶金气门座圈时,刀尖圆弧半径和负倒棱导致径向力相对较大;切削参数中切削深度和进给量对切削力的影响较大,切削速度的影响相对较小;切削V581过程中,主切削力随着切削速度的增加而有所下降;实际加工中应选用较小的切削深度和进给量、较高的切削速度,以提高加工表面质量和刀具寿命。

PEC柱型钢梁顶底角钢连接框架抗震性能研究

为了深入研究PEC柱型钢梁顶底角钢连接框架的抗震性能,以角钢螺栓边距和轴压比为变量,首先通过低周反复荷载拟静力试验分析影响框架的抗震性能指标,研究发现:增大轴压比能显著提高框架承载力,减小角钢螺栓边距可以明显改善框架初始刚度和减缓框架屈服后刚度退化;然后借助ABAQUS软件模拟分析试验试件的承载能力和破坏形态,结果表明:骨架曲线的发展趋势及破坏形态与试验所得结果吻合较好,从而验证了试验分析的可靠性;最后得出此类框架抗震性能好的结论。

汽车座椅骨架焊缝的疲劳寿命预估方法研究

针对座椅骨架的疲劳强度进行分析,尤其是骨架中焊缝的疲劳方法进行研究分析;首先建立座椅骨架及焊缝的有限元模型,分别基于Hypermesh软件,使用Block Lanczos法进行了计算模态分析,基于LMS Test.lab软件,使用锤击法进行了试验模态分析,对有限元模型进行校验,并确定了焊缝的材料属性;对校验后的有限元模型进行静力分析得出结构强度薄弱的位置,尤其是危险焊缝的位置;进而基于Ncode软件采用Miner损伤法则,在针对特定焊缝类型进行应力修正,计算出其疲劳寿命;根据企业的疲劳试验结果,对该方法进行验证分析,结果表明此疲劳计算方法对座椅骨架焊缝的寿命预估准确有效,为分析和改善该类座椅骨架的焊接寿命奠定了基础,为此类结构的设计与优化提供了参考。

直升机座椅抗坠毁试验技术研究

抗坠毁座椅是提高直升机坠落时舱内乘员安全性的重要措施之一。本文以某直升机座椅抗坠毁试验调试分析为例,着重阐述了直升机座椅抗坠毁试验技术,并对试验调试过程中的一些关键技术问题及解决途径进行了研究和探讨。

车辆座椅悬架用磁流变阻尼器的阻尼特性实验研究

在分析磁流变阻尼器的工作原理和简化模型的基础上,以座椅悬架用磁流变阻尼器为实验对象,在不同控制电流和不同激振频率输入下,对磁流变阻尼器的阻尼特性进行了台架实验研究。结果表明,该磁流变阻尼器耗能效果明显,而且阻尼力随着控制电流、激振频率的增加而增大,并趋于平衡。

钢梁柱半刚性节点顶底角钢弱轴连接的有限元分析

空间钢框架结构的高等分析必须考虑梁柱弱轴连接的抗弯特性。为研究钢梁柱节点弱轴连接的弯矩-转角性能,进行3个顶底角钢弱轴连接大尺寸试件的单调加载试验,并建立有限元分析模型,有限元分析考虑几何大变形、材料非线性和接触非线性。为与试验结果对比,有限元分析采用的构件几何尺寸、材料特性、摩擦系数等参数和加载过程均与试验相同,对比显示有限元分析结果和试验结果吻合较好。这进一步明确了顶底角钢弱轴连接的应力分布、塑性发展、变形特点、接触摩擦状态和破坏模式。研究表明:顶底角钢弱轴连接具备一定的弯矩承载能力和良好的转动变形能力,顶角钢可以形成3个塑性铰机构;角钢弱轴连接与角钢强轴连接不同的是,柱腹板过于薄弱可以改变弱轴连接的变形模式;顶底角钢弱轴连接在使用荷载作用下接触状态稳定。

非公路车辆驾驶员座椅悬架动态特性研究

对当前应用较为广泛的一种驾驶员座椅悬架的动态特性进行了试验研究。研究表明:系统的振动固有频率、阻尼比、位移传递率以及响应加速度均方根值均与等效簧载质量(即驾驶员体重)有关;试验过程中座椅悬架在低频小振幅激振时出现"锁止"现象,其位移传递率的峰值频率随激振幅值的增加而减小,在位移激振幅值较小时,试验测得的位移传递率的峰值频率大于理论研究结果。

GK400N密炼机密封形式及冷却功能改进分析

文章主要论述GK400N密炼机转子液压密封装置结构的新改进,首次实现了在润滑油物理降温基础上对静耐磨环座通水冷却功能的新改进,密封装置温度控制进一步加强,经试验数据对比及客户炼胶反馈,得出结构改进有效性:密封装置摩擦面润滑油的黏度控制性能得以提高,混炼胶温度均衡性得到有效控制,粉料、油料在胶料中的分散分布性能也得以提升,炼胶效率提高,使用寿命延长。

采用响应面法的轿车驾驶员座椅的模态优化

建立某轿车驾驶员座椅结构的有限元模型,并分析模型的模态特性。针对座椅Y向横摆模态频率低于目标值的问题,为保证优化过程不增加座椅总质量,将参数化后的座椅有限元模型基于响应面法进行模态优化。采用板件模态灵敏度分析的方法,选取对座椅模态和质量影响较大的钣金件厚度作为设计变量,通过拉丁超立方实验设计采集样本点,构造Kriging响应面模型并检验响应面的精度。以座椅的Y向横摆模态频率最大化为目标,总质量为约束,结合遗传算法对响应面模型进行优化计算,得到座椅模态优化的最优方案。优化后座椅的Y向横摆模态频率由22.69 Hz提高到24.60 Hz,同时质量降低了5.2%(0.891 kg),从而实现了座椅的模态优化和轻量化,且验证了所提出的优化方法的有效性。

PEC柱(弱轴)-型钢梁顶底角钢连接节点的滞回性能试验研究

为了研究PEC柱(弱轴)-型钢梁顶底角钢连接节点的滞回性能,分别以节点盖板厚度、角钢厚度、螺栓距离(与盖板相连角钢短肢上螺栓中心到角钢肢背的垂直距离)和节点加劲肋为参数,设计了6组节点并对其进行低周往复水平荷载试验。重点研究了4个参数对节点的滞回性能、节点刚度、延性和承载力的影响。试验和分析结果表明,角钢厚度由14 mm增至20 mm,节点极限抗弯强度提高30%,延性提高6.8%,初始刚度提高1.21倍;螺栓距离由80 mm减至70 mm,节点的抗弯能力提高14.8%,初始刚度提高13%,延性降低4.8%。各节点的滞回曲线均呈弓形,延性系数均大于5,承载力退化稳定。角钢厚度增加和螺栓距离减小能明显提高节点的承载力和初始刚度,增加盖板厚度与增设加劲肋可提高节点的初始刚度,对节点的承载力影响不大。建议在设计此类节点时,适当加大角钢厚度,合理减小螺栓距离。

五星椅座磨削工艺参数优化的试验研究

为获得五星椅座良好的砂带磨削效果,对六关节轴机器人抓取五星椅座在砂带磨削机上打磨时的磨削深度、砂带线速度以及工件速度等工艺参数进行研究。通过极差分析法和方差分析法得到各磨削工艺参数对表面粗糙度和磨除率的影响规律及磨削工艺参数优选方案。根据正交试验结果,建立表面粗糙度和磨除率的数学模型。与试验测量值相比,模型计算结果的最大相对误差不超过8.7%,表明所建立的数学模型精度良好。

新型高压平板阀防砂性能试验研究

高压平板阀是石油或天然气钻井、压裂、试油试气等作业中关键的井口采油气设备,高含砂井以及含砂量较大的施工作业,极易导致阀门开关受阻甚至密封失效。为适用高压高含砂作业工况的需求,对传统高压平板阀中的阀座结构进行优化,使阀门在原有基础上增加防砂功能,并运用试验研究的方法,对比分析高压平板阀传统阀座结构以及防砂阀座结构的防砂性能。结果表明,改进后的防砂阀座结构在压砂试验过程中,无砂砾进入阀体及阀座间隙,有效的切断了砂砾进入间隙的通道,开关卡阻现象得到了明显的改善;同时长时间的压砂试验,防砂阀座结构的阀门防砂性能无影响,依然能够保持良好的防砂功能。通过试验方式针对性的对两种典型结构进行分析,也为其他结构形式的高压平板阀的工程设计提供一定的参考。

汽车座椅头枕强度CAE分析及优化设计

建立了汽车座椅有限元分析模型,根据GB115502009《汽车座椅头枕强度要求和试验方法》,对座椅头枕及骨架的强度进行了仿真分析,并根据试验结果对模型进行了试验设计,改进了座椅的结构参数。结构改进后的仿真结果表明,在满足国标要求的前提下,新结构有效地提高了座椅头枕及骨架的强度。