复合材料J型加筋壁板制造技术研究

对J型加筋壁板共胶接技术在实际应用中所存在的主要问题进行了研究,着重介绍了R区芯材精确填充、筋条外型模成型、框架式插销垂直定位、共胶接真空袋封装等关键技术的研究情况,并对相关技术的应用进行了深入分析。研究结果表明,在精确计算的基础上,设计制造专用成型模具可实现R区填充芯材的精确制备,有利于提高加筋壁板胶接质量;选用筋条外型模成型工艺,并设计采用框架式插销垂直定位装置,可有效解决J型筋的表面成型质量、筋条尺寸精度、位置精度等问题;使用已硫化橡胶作为维形挡条、制备合适的内型面软模、优化辅助材料铺放方法,可减少表面质量问题,降低架桥、破袋风险。在应用了上述一系列制造技术后,成功制造了满足使用要求的J型加筋壁板复材零件,并初步实现该类型零件的批量化生产。

地震荷载作用下梁柱栓焊节点的断裂性能

采用ABAQUS有限元软件建立三维梁柱栓焊混合连接的模型,将地震动力荷载作用简化为不同的加载速率,用断裂力学中的弹塑性模量作为断裂参量,研究梁柱栓焊混合连接的焊缝焊根处的断裂性能。研究结果说明了荷载的速率越高,梁翼缘焊缝焊根处裂纹越容易发生脆性断裂破坏,且钢材尚未达到屈服点强度,对结构造成的破坏也很严重。加载的速率提高不但增加了裂纹张开时所需的能量,而且对于钢材的断裂韧度有很大的影响。

马车螺栓镦锻成形微观组织有限元模拟

对304不锈钢的流变应力数据进行处理,获得了304不锈钢在改进的L-J位错密度模型中的应变软化参数、加工硬化参数和自扩散激活能等表征参数,建立了304不锈钢L-J位错密度模型,进而采用有限元方法对马车螺栓镦锻成形过程中微观组织变化开展有限元模拟,并将模拟结果与金相实验得到的微观组织进行对比分析。结果显示,304不锈钢马车螺栓成形过程中,螺栓头部晶粒被压扁、拉长明显,方颈部位晶粒也有一定程度的细化,而杆部晶粒变化不明显;螺栓成形后,6个样品区的应变分别为2.03、2.32、0.48、0.64、0.03和0.05,其中,螺栓头部内外侧平均晶粒尺寸分别减小了约31.3%、33.5%,而硬度分别提高了约35.9%、40.8%,方颈部位内外侧平均晶粒尺寸分别减小了约23.5%、26.2%,而硬度分别提高了约24.5%、30.2%,杆部外侧平均晶粒尺寸略微减小,硬度略微增加;模拟的平均晶粒尺寸比实验的平均晶粒尺寸要小,晶粒分布更密集,但误差水平大体一致。

一种新型J释能锚杆力学作用机制及其动力冲击实验研究

依据深部开采矿山动力灾害特征及现有释能锚杆的优、缺点,研制出一种新型J释能锚杆,该释能锚杆由锚固(阻尼)模块、变形模块、搅拌模块以及锚固端组成。建立J释能锚杆静止拉拔受力模型与动力冲击过程本构方程,J释能锚杆动力冲击承载本构由弹簧元件与阻尼元件并联组成。在给定初始动力冲击荷载条件下,随着阻尼比增加,沿锚杆轴向方向震荡振幅衰减速度越快,即释能锚杆阻尼作用越大,越利于快速释放冲击动载荷产生的动能。通过在加拿大CANMET实验室对J释能锚杆进行静止拉拔和动力冲击实验,实验结果表明:(1) J释能锚杆静止拉拔力在190kN以上,在静止拉拔作用下J释能锚杆能提供高恒定锚固力;(2)对释能锚杆进行落锤动力冲击实验,在多次冲击过程中J释能锚杆承受冲击峰值荷载均超过250 kN,单次动力冲击释能达到19.3 kJ以上,总释能能力达到46.5kJ,表明J释能锚杆能承受多次动力冲击荷载,且释能能力稳定。由于岩体内节理的客观存在,在经受岩爆等动力冲击时,释能支护锚固的岩体在岩体内节理面处产生剪胀、拉伸破坏,而在巷道(采场)围岩体表面的支护结构体系不会受动力冲击破坏,有效释放高震级岩爆积聚在岩体内的动能,为深部开采矿山动力灾害防控提供新的支护手段。

汽车油管螺栓挤孔冲头磨损分析与优化

针对汽车油管螺栓孔成形时挤孔冲头受力大、表面磨损严重的问题,借助Deform-3D软件对油管螺栓的挤孔成形过程进行数值仿真,对冲头表面的磨损情况进行预测和优化。对油管螺栓原材料(40CrNiMoA钢)的常温力学特性进行了研究,并拟合得到了J-C本构方程,从而为仿真试验结果的准确性提供了保障;研究了冲头材料(M2钢)和涂层材料(TiAlN)在不同温度下的硬度及磨损系数的变化规律,建立了可靠的磨损模型;比较了3种不同结构冲头的磨损、受力和温度变化等情况,确定了更利于金属流动的冲头结构;研究了表面涂层技术对各冲头表面磨损的影响,并对冲头寿命进行了预测。研究结果表明:锥面冲头的效果最好,使用寿命最长,并且经过涂层处理后,冲头寿命提高至原来的2.08倍。