轨道交通用宽幅薄壁加筋板挤压型材的生产制备技术

对6005A-T6铝合金宽幅薄壁加筋板型材的模具结构和挤压工艺进行调整,以改善型材的成形行为,在不施加辊矫精整工序的前提下保证了该类型材的尺寸精度,降低了该类产品的制备工艺难度。试验结果表明,对该类宽幅薄壁型材模具结构进行预变形设计,可对产品拉伸后的平面间隙等形位尺寸进行有效补偿,保证型材的高尺寸精度。通过采用“弱风冷+中等强度风冷”的组合型淬火冷却方式,将型材的关键淬火区间冷却速率由5.5℃/s降至2.7℃/s,可有效降低淬火后型材热应力变形,降低后续拉伸矫直工艺的实施难度。此外,型材T6状态下的屈服强度由266 MPa降低至245 MPa,抗拉强度由299 MPa降低至282 MPa,延伸率则由12%提升至14%。产品的几何尺寸、力学性能、表面质量等综合性能达到用户要求,该工艺方案可为相似结构型材的开发提供参考。

超大规格宽幅薄壁中空镁合金型材挤压成形的数值模拟及实验研究

采用DEFORM-3D数值模拟软件对超大规格的宽幅薄壁中空型材进行结构优化;利用HyperXtrude数值模拟软件对该型材的挤压工艺进行优化。型材结构优化后,明显改善速度分布不均匀的现象,规避充填不足、扭拧卷曲的问题;确定出具有一定成形速度及最小速度均方差的优选工艺。在此基础上,成功制备出了光亮平直的超大规格宽幅薄壁中空镁合金型材;该型材截面尺寸为502 mm×60 mm,是目前世界上规格最大的宽幅薄壁中空镁合金型材。对型材各区域进行显微组织观察和力学性能测试,各区域组织均匀细小,平均晶粒尺寸约为10~30μm,抗拉强度在250 MPa以上,断后伸长率在15%以上。

大口径宽幅薄壁环形件径轴向热辗扩应变场数值分析

基于ABAQUS/EXPLICIT有限元软件,建立大口径宽幅薄壁环形件径轴向热辗扩热力耦合有限元模型。在不同驱动辊半径、芯辊半径和锥辊锥角下进行有限元模拟,得到不同轧辊尺寸下成形环件应变场的分布规律。结果表明,在模拟轧辊尺寸范围内,随着驱动辊半径增大,应变场分布均匀性减小;随芯辊半径和锥辊锥角的增大,应变场分布均匀性增大。驱动辊尺寸对环件应变场的影响最大,锥辊锥角影响次之,芯辊尺寸影响最小。研究结果为实际生产中轧辊尺寸的选取和优化提供了有效的理论指导。

PC薄壁宽幅空心板纵向开裂原因分析及加固措施

针对目前预应力薄壁宽幅空心板桥普遍发生的底板纵向开裂现象,以某高速公路薄壁宽幅空心板桥为背景,分别采用弹性地基梁比拟法、有限元法和足尺模型扭转试验法分析该桥空心板底板开裂原因。该薄壁宽幅空心板桥上部构造均为20m后张法预应力混凝土宽幅空心板(混凝土为C40),每跨横向各设8片空心板。理论和有限元计算得出最大扭矩作用下空心板最大横向拉应力分别为2.23MPa、2.35MPa(角隅处),大于C40混凝土抗拉强度设计值。基于荷载叠加原理进行了空心板足尺扭转试验,试验值与计算值趋势一致,进一步表明畸变效应是导致纵向开裂的主要原因。根据纵向裂缝的特征及其原因,提出采用粘贴钢板法对板梁进行加固,并运用有限元程序ANSYS计算了加固后板梁的横向拉应力,验证了加固方案的可行性。

宽幅混凝土斜拉桥箱梁剪力滞效应研究

箱梁由于具有承受正负弯矩能力强、抗扭刚度大、截面效率指标高、稳定性好等显著优点,被广泛用于桥梁结构中。但又由于其薄壁、宽翼缘的结构特征,导致箱梁在荷载作用下易产生扭转、畸变、翘曲等不同于其他开口截面的受力特征,其中箱梁翼缘的剪力滞效应问题尤为突出。因此以某宽幅斜拉桥为例,建立了板单元模型以研究单箱6室箱梁斜拉桥的剪力滞效应。计算结果表明,斜拉桥的剪力滞效应沿横桥向和纵桥向均呈现较大规律性。