面向位移及应力控制的高速重载制动盘表面细观结构优化设计

为了提升高速列车盘式制动器制动盘的表面刚度,并在减小制动振动目标下使其满足强度要求,提出了适用于高速列车制动盘表面细观结构设计的面向位移及应力的多目标优化方法。该方法通过建立制动力矩作用下制动盘表面有限元模型,并施加外侧圆周位移约束及表面全局应力约束,利用折衷规划理论建立包含位移及一阶固有频率的多目标函数,采用形貌优化技术对制动盘表面实施优化。结合机械零件可加工性对优化结果进行重构,通过结构与模态仿真分析校验了重构后具有表面细观结构特征的高速列车制动盘的性能,从而验证了所提出表面细观结构优化方法的有效性。

煤破碎过程中表面结构演化与力学特性关系

利用电子万能试验机对四种典型块煤开展单轴压缩破坏实验,研究其应力应变及破坏形式等力学特性.利用高速摄像仪拍摄煤块表面细观结构图像,并计算分形维数以定量描述煤块在单轴压力载荷下表面细观结构,最终建立应力与表面分形维数的关系.结果表明:煤表面和内部存在大量孔隙、裂隙等缺陷以及其具有的不均匀性,导致其单轴压缩实验力学特性存在各向异性特征,破坏形式主要为沿纵向主裂隙的劈裂破坏;同种煤的最大和最小的应力强度值相差很大,不同煤种的力学参数也有整体的差异性.通过定义相对分形维数和相对应力强度发现单轴压应力与表面分形维数呈现非线性增长关系.