用于装配式车站的十字形榫槽接头承载性能研究

装配式地铁车站整体结构由各个预制部件通过榫槽接头拼装而成,但现有的梯形截面榫槽结构在受弯过程中接触面易产生滑动分离,削弱接头部位的承载能力,从而进一步影响车站整体结构的安全性能。为了加强榫槽接头的力学承载性能,在原有梯形榫槽的基础上增加一道垂直于主榫的次榫,形成一种新型的十字形榫槽接头。对两种榫槽接头开展有限元数值模拟,结果表明:较于梯形榫槽,十字形榫槽次榫能够有效抵抗接触面的滑脱作用,保护接头模型的上部混凝土不受拉破坏;十字形榫槽抵抗弯曲变形和接头张开作用的能力优于梯形榫槽,呈现出更稳定的承载形变和更强的抗弯承载极限。以上结果证明了十字形榫槽在改善接头破坏、提升接头承载能力和保持结构稳定性上表现优良,可以提升结构性能,延长结构使用寿命,为装配式地铁车站榫槽接头的优化改良设计提供了参考。

GH4169涡轮盘榫槽电解拉削仿真及其试验研究

榫槽是航空发动机涡轮盘上的重要结构,电解拉削是实现该结构高效、低成本制造的潜在解决方案。为了掌握电解拉削加工参数对轮廓精度和表面质量的影响规律,建立了电解拉削多场耦合模型,阐明了工具阴极长度对加工间隙产物分布的影响规律,获得了优选的工具阴极长度参数。开展了平面电解拉削加工试验,探究了进给速度和加工间隙对工件表面质量和型面进出口去除量差的影响规律,确定了较优的加工参数。试验结果表明,采用优化的加工参数可以获得较好的表面质量并有效控制了型面进出口去除量差。最后,采用优化的参数开展了典型涡轮盘榫槽结构单元件的电解拉削加工试验,试件具有较好的表面质量和轮廓重复精度。

一种涡轮盘榫槽的组合加工刀具设计研究

汽轮机涡轮盘连接叶片的位置通常采用榫槽结构。针对小型燕尾型榫槽,目前常采用一种成型刀具一次加工成型,导致被加工零件精度低、表面粗糙度差且刀具成本高。为解决目前制造工艺的局限性,提出了一种组合刀具设计思路。首先,根据燕尾槽型榫槽的结构特点,设计出4把刀的刀具型线和尺寸参数,通过UG等建模软件建立模型,利用ANSYS软件进行有限元分析;然后,制定组合刀具的制造工艺方案,通过NUMROTO刀具编程软件进行路径规划和程序编制;最后在SAACKE五轴工具磨床上磨削加工出合格的组合刀具。通过仿真及实际切削试验验证了该方案切实可行,相较于传统加工方法,有着加工精度高、表面粗糙度低、切削热低且成本低等优点。

燃气透平榫头/榫槽装配间隙流动与换热特性研究

为精确设计燃气轮机二次空气系统,针对燃气透平动叶榫头/榫槽间隙内的流动与换热问题开展研究。以燃气透平动叶榫头/榫槽配合面S形间隙结构为研究对象,试验研究了榫头/榫槽装配间隙内的流阻与换热特性,并数值分析了其详细流动结构。首先,采用压力扫描阀和热色液晶测温技术测量了榫头/榫槽内的流阻和努塞尔数分布。然后,利用试验结果对所采用的数值计算方法进行了考核,并进行了网格无关性验证。最后,详细分析了5种雷诺数、5种结构参数榫头/榫槽高度及5种间隙宽度下榫头/榫槽装配间隙结构内部流动与换热特性。结果表明:在试验测量范围内,左侧壁面的平均努塞尔数始终比右侧高10%左右;随着雷诺数的增大,榫头/榫槽装配间隙的阻力损失系数和换热强度均逐渐增大,当雷诺数从15000增大到35000时,平均阻力系数增大了2倍,两侧面整体平均努塞尔数均增大了1.1倍;随着榫头/榫槽装配间隙相对高度的增大,阻力损失系数及壁面努塞尔数均逐渐减小;随着榫头/榫槽装配间隙宽度的增大,试验范围内平均阻力系数增大了30.7%,左右两侧面平均努塞尔数分别增大了95.5%和94.9%。

装配式综合管廊榫槽式接头的力学性能数值分析

为揭示榫槽式接头的受力特征和破坏规律,以某装配式综合管廊工程为研究对象,采用数值分析方法,研究压弯荷载下,榫槽式接头的力学和变形特征。研究结果表明:改变榫槽接头型式,增加榫槽数量及增加钢板螺栓连接,有助于提升榫槽结构的承载能力及塑性;增加轴力,能显著提升结构的抗弯刚度,降低结构变形量;混凝土构件损伤主要发生在榫头受拉侧,由拉应力产生的剪切应变。

注浆式榫槽接头关键构造参数影响研究

装配式地铁车站结构注浆式榫槽接头的不同几何构造影响接头的力学性能,进而制约整个结构的力学行为。针对注浆式榫槽接头关键构造参数——榫长、榫宽、接头高度、接头宽度、槽顶壁宽、槽底壁宽、榫头内缩长度,基于榫头占比率、槽壁榫宽比、榫头倾角、榫长榫宽比和内缩率5个指标进行接头构造设计要求研究。结合各个指标对接头承载性能、制作和施工便捷性的影响,提出一套接头构造设计步骤及要求,明确关键几何构造参数具体取值范围:榫宽w与截面高度H的比值宜大于0.28,各榫头之间的净距宜为0.5~1.5倍单个榫宽w,槽壁厚度t与榫宽w比值不宜小于0.4,榫头倾角α宜为75°~85°,长接头和短接头榫长l与榫宽w的比值宜分别为0.5~0.8和0.2~0.5,内缩率宜为20%~50%;研究成果可为同类装配式结构构件连接设计提供参考。

附加张力装置对注浆式榫槽接头力学性能的影响研究

为研究注浆式榫槽接头附加张力装置的作用特性,在论述接头附加张力装置构造的基础上,基于接头试验结果分析加力棒位于不同受力性质区域的特性,明确附加张力装置的作用是延缓破坏和增加接头延性;然后,以长春装配式地铁车站结构为例,对其所采用的各种类型接头的附加张力装置进行实际作用分析;最后,基于注浆式榫槽接头算法针对不同附加张力装置的设置从预紧力大小和加力棒位置两方面对接头承载性能影响进行研究。结果表明:对于设置附加张力装置的接头,建议将加力棒设置在受拉侧,轴力较小时,适当增大加力棒预紧力值可以提高接头后期承载能力;较大预紧力值对接头承载非线性段起到明显作用,但对线性段影响甚微。对于附加张力装置在受拉侧接头,当预紧力足够大时,接头构造允许范围内将加力棒设置在距中心轴一定距离处能够发挥加力棒对接头后期承载的提升作用;对于附加张力装置在受压侧接头,应避免较大加力棒预紧力并尽量设置在距离中心轴较近位置。

GH4065A涡轮盘榫槽型面拉削加工变形研究

GH4065A高温合金是通过铸—锻工艺制备的镍基变形高温合金,在700℃以上温度使用时具有与第二代粉末冶金涡轮盘相同的力学性能,适用于新一代航空发动机涡轮盘的制造。在某型GH4065A高温合金涡轮盘榫槽的拉削加工中,存在变形量高达0.1mm以上的情况,导致榫槽型面不合格。针对此问题,分析了导致榫槽型面变形的原因和榫槽不同区域的切削力大小,提出控制变形的解决方案,修正了用于高温合金拉削力计算公式中的C_(p)及x参数。

圆弧型榫槽风扇轮盘加工及检测技术研究

圆弧榫槽使用高精度数控铣床配合成型铣刀加工,相对于榫槽拉削具有柔性高,研制资金投入少,刀具成本低,榫槽尺寸一致性高且操作简便的特点,是解决圆弧榫槽,大榫槽和大型零件上各类槽类结构的较新方法。圆弧榫槽截面轮廓检测使用接触法,测量机的测头在接触被测表面情况下采集位置信息,通过数据处理将被测截面的形状信息同理论模型进行比对,来获得榫槽截面形状轮廓度结果。本文包含圆弧榫槽的加工过程、检测方法及检测误差分析。

普通碳素结构钢工件榫槽加工工艺改进

榫槽结构作为一种多构件连接方式,在许多领域都有应用,而榫槽结构加工过程中出现的表面加工问题是批量生产中需要解决的关键问题之一。以电梯导轨为例,分析了某企业目前的加工工艺,从工艺角度研究了毛刺产生的原因,通过提高工件刚度、减少切削量对工艺进行了优化,解决了榫槽表面加工问题,满足了工件精度要求,并且提高了生产效率。

慢走丝线切割工艺在涡轮盘榫槽加工中的应用研究

针对航空发动机涡轮级性能试验件快速试制与验证的需求,提出一种采用慢走丝加工航空发动机涡轮盘榫槽的工艺路线。通过工艺试验研究得出了满足涡轮盘榫槽质量要求的重熔层控制工艺方案,并形成了一套适用于航空发动机试验件涡轮盘榫槽慢走丝加工、检测的流程与方法。该慢走丝工艺路线首次应用于航空发动机性能试验件试制,与传统拉削工艺相比,其加工效率提高了约52.5%,加工成本降低了约47.6%。采用慢走丝工艺加工的涡轮盘随涡轮性能试验件完成了多次试验验证,试验后涡轮盘榫槽状态良好,验证了该工艺路线加工涡轮盘榫槽的可靠性,为后续涡轮盘榫槽加工提供了一种思路。

HF型复式榫槽轻质模块装配式墙体施工技术

装配式建筑部件正在朝着规范化、标准化的方向发展,在很大程度上提高了建筑项目的施工质量和效率。多功能墙体是一种新型墙体,将其运用到装配式的绿色建筑中,不仅能够提升整体的建造品质,还能够提升建造的速度,这对促进现代化的建设有着重要的作用。HF型复式榫槽轻质模块装配式墙体应用材料及工艺新颖、企业施工经验较少、应用项目少,但相关验收标准未完善。基于此,对HF型复式榫槽轻质模块装配式墙体施工工艺进行讨论。

复式榫槽轻质模块装配式墙体施工工艺探讨

HF型复式榫槽轻质模块装配式墙体是由HF轻质模块四面复式榫槽咬合、辅以粘结胶浆粘结,两侧无需抹灰找平,主要以榫槽咬合承受水平向剪力的装配式内隔墙体,其应用材料及工艺新颖、企业施工经验较少、应用项目少,同时验收相关标准未完善。鉴于此,主要对HF型复式榫槽轻质模块装配式墙体施工工艺进行讨论。

L 形摆动切刀榫槽机

本文介绍 L 形摆动切刀榫槽机刀具运动轨迹和实现该运动轨迹所常用的可调曲柄摆杆机构的工作原理;还介绍了这类榫槽机的主要结构型式、组成典型的传动系统及常用刀具形式。可供设计与使用者参考。

航空发动机涡轮盘榫槽的形状优化设计

给出了航空发动机涡轮盘榫槽的形状优化设计的数学模型，并用参变量评价函数法对该数学模型进行等价转换。用基于两点累积信息的原／倒变量展开的对偶优化方法ＤＥＯＲＣＴ对该问题进行求解。算例验证了本文思想及方法的正确性。

榫头/榫槽接触问题边界元分析

本文用增量理论建立了二维弹性接触问题的边界元法方程 ,讨论了求解接触问题过程中的一些具体做法。文中分别对盘 /片组件的燕尾型与枞树型榫头与榫槽的接触应力作了数值分析。与有限元及光弹试验结果对比表明 ,边界元法的结果是令人满意的。

涡轮盘榫槽加工技术现状与展望

针对航空发动机和燃气轮机高端动力装备涡轮盘榫槽,从机械加工(包括拉削、铣削、磨削)和特种加工(包括电火花线切割、电解线切割)两方面分析了加工技术的主要特点;从加工工具设计与应用、加工质量评价及控制等方面系统阐述了榫槽加工技术的发展现状,分析了国内外学者在该领域的重要研究成果,最后展望了榫槽加工技术的发展趋势。

航空发动机榫槽拉刀快速设计系统研究与开发

在分析航空发动机涡轮盘榫槽拉刀传统设计过程的基础上,结合某航空企业实际需求,提出一种榫槽拉刀的三维参数化设计方法,通过建立榫槽拉刀三维参数化模型模板,构建模型模板实例库从而实现榫槽拉刀的三维参数化快速设计,避免了大量的参数计算和重复设计,缩短了榫槽拉刀的设计周期、提高了榫槽拉刀的设计效率。

富水地区深基坑封底榫槽关键参数研究

为解决富水地区高承压水环境条件下深基坑抗浮稳定性技术难题,提出在封底与地下连续墙之间设置榫接结构的新思路,采用理论分析的手段,研究榫槽几何参数及布置方式对承载性能的影响,得出几何参数设计原则及双榫的参数设计步骤。同时,利用上述方法对上海某富水地区基坑风井封底进行双榫设计,并通过数值模拟方法对榫槽设计的合理性进行验证。结果表明:1)榫槽底部长度、榫槽宽度、榫槽侧向接触面高度是影响榫槽抗剪承载力的关键几何参数,且各参数之间不是独立的,而是存在相互影响、相互制约的关系;2)当封底受力不均衡时,对称分布的双榫几何稳定性更高;3)深基坑数值模拟结果显示,在榫接结构作用下封底稳定且受力合理,验证了榫槽设计方法的合理性,为基坑抗浮提供了一种新方法。

拉刀设计对航空发动机涡轮盘榫槽型面的影响

探索切削参数对零件表面质量的影响和零件表面质量对零件使用寿命的影响规律、提高零件的使用性能和提高零件的疲劳强度、延缓裂纹的发生与发展具有重要意义。拉削后零件表面质量取决于被加工材料的物理机械性能、工艺因素和拉刀锋利程度,因此在拉刀的设计中更要注重各相关因素的影响,以保证在拉削过程中的零件尺寸精度和质量。