重金属疏浚污泥快速脱水固稳化技术试验

针对我国疏浚污泥处置低效且成本高以及工业固废——高炉矿渣(GGBS)综合利用率低的问题,提出了一种疏浚污泥快速脱水固化稳定化新技术(PHDVPSS),并通过试验系统性地对新技术的实用可行性进行了分析。同时,进一步分析了GGBS对新技术的影响性。分析表明:该技术在脱水效率、固化强度和毒性浸出方面,较传统技术均具有明显优势。仅3 d时间可将底泥含水率降低近50%,90 d处理样品的UCS是传统方法处理的近11倍,而浸出浓度仅约为传统方法的2/3。GGBS添加量增加对新技术处理效果具有显著提高作用,采用30%GGBS时,仅4 d时间可将污泥含水率降低近2/3,在90 d时,VP-GM-3的UCS是VP-GM-1的近12倍,而浸出浓度仅为VP-GM-1的1/3左右。

双向地震作用下崩塌堆积体边坡动力模糊可靠性分析

考虑崩塌堆积体边坡岩土体参数随机性和模糊性,以及地震力双向性,建立一种边坡地震动力模糊可靠度计算方法,针对竖向地震力对崩塌堆积体边坡稳定可靠性的影响进行进一步研究。首先,选用动力有限元时程分析法计算出双向地震工况下崩塌堆积体边坡的响应特征,并运用模糊理论对强度参数进行模糊性处理;然后,根据Mohr-Coulumb强度准则构建边坡安全系数与可靠度的时程计算模型;最后,采用边坡地震可靠性评价新方法,通过MATLAB编写相应程序,实现计算和分析结果的快速输出。案例结果表明:新方法计算结果更加合理,对工程而言也更加安全;竖向地震作用均对崩塌堆积体边坡整体可靠性存在影响,但影响程度需根据工程实际情况进行分析。在算例工况下,竖向地震对崩塌堆积体边坡的可靠性影响很小,仅使得可靠度降低3.55%,因此,可仅考虑水平地震的影响。

加强型蜂窝准静态压缩应力的理论、数值模拟及试验研究

为拓宽加强型蜂窝应用,研究其力学性能与结构参数的关系。首先,分析加强型蜂窝的结构,提取Y型胞元,以此为基础分析塑性铰单元。然后,将简化超折叠理论应用到Y型胞元结构折叠变形吸能分析,并分别利用基于屈雷斯佳和米塞斯屈服准则,推导蜂窝异面方向准静态平台应力理论模型。再次,选用壁厚为0.15 mm、边长为2.5 mm的铝合金5052H18,通过Ls⁃Dyna建立蜂窝仿真模型,获得平均应力,并将理论值与仿真值进行对比。结果表明,2种屈服准则下,理论值与仿真结果相关性为0.96,偏差在-12.16%~3.60%。最后,对普通型和“4+1”型蜂窝制样进行准静态压缩测试,结果表明,2种规格理论强度与实际测试强度偏差在-2.51%~1.56%。说明理论计算式正确,可为加强型蜂窝选型提供有效的设计依据,为工程应用提供一定的指导价值。

小样本条件下基于Bootstrap方法的边坡非概率可靠度分析

针对小样本条件下边坡可靠度分析所面临的岩土参数统计特征不确定性问题,提出一种基于Bootstrap抽样的边坡非概率可靠度分析方法。依据有限的岩土参数样本数据,无需假设具体的概率分布形式,利用Bootstrap方法生成大样本,并确定用于非概率可靠度分析的参数取值区间,再基于区间数学理论和极限平衡法计算边坡功能函数的值域,最后根据非概率可靠性理论分析边坡的稳定性。研究表明:该方法在小样本条件下具有可行性;采用Bootstrap方法对岩土参数进行抽样时,建议取生成样本的第2.5—97.5或第5—95百分位数作为参数的取值区间;不同Bootstrap方法得到的边坡非概率可靠度之间的差异受边坡容许安全系数的影响;当样本容量达到一定数值时,边坡的非概率可靠度趋于稳定。

有轨电车前端缓冲器吸能性能的试验研究

前端缓冲器是有轨电车车头缓冲吸能系统的第一级能量吸收单元,用于吸收低等级碰撞能量,吸能完成后可自动复位、重复使用.为了验证所研制的缓冲器是否满足轨道车辆装车的严苛性能要求,通过对TB1961-2016标准进行解读,梳理出有轨电车前端缓冲器的性能要求及测试方法,并对该类缓冲器产品样件的结构性能及吸能性能进行了系统的试验研究.研究结果表明,所研制的100 mm行程15 kJ容量有轨电车前端缓冲器满足静压测试、动态容量测试、耐久性试验以及高低温环境测试等性能要求,符合装车条件.

导向蜂窝式防爬器吸能特性的试验研究

中间防爬器是安装于列车各车厢连接位置界面的被动安全防护装置,用于吸收意外碰撞事故中的冲击能量。为验证所研制的某型列车中间防爬器是否满足轨道车辆装车的严苛性能要求,根据《EN15227:铁路应用-铁路车辆车体的耐碰撞性要求》的标准要求,对导向蜂窝式防爬器产品样件的结构性能及吸能性能进行系统的试验研究。研究结果表明,该导向蜂窝式防爬器产品满足垂向承载性能测试、静压测试、撞击刚性墙、错位40 mm对撞测试等性能要求。

基于振型叠加法的顺层边坡非平稳随机地震响应及动力可靠度分析

为研究非平稳随机地震激励下顺层岩质边坡的动力可靠性问题,采用振型叠加法和虚拟激励法,建立含多层软弱结构面的顺层岩质边坡非平稳随机地震响应的快速算法,根据响应结果,采用首次穿越破坏准则,进一步推导出非平稳地震下顺层岩质边坡动力可靠度计算的解析表达式。在此基础上,通过MATLAB软件平台编写相应的程序以实现计算数据和结果图形的快速输出。算例分析表明:顺层边坡地震响应随时间和频率同时变化,具有明显的非平稳特性;随着边坡岩块高程的增加,其位移响应的离散程度会增大,而其对应结构面上剪切力和法向力响应的离散程度会减小,且法向力响应的离散程度更小;地震过程非平稳随机性会降低顺层岩质边坡的可靠程度,建立的可靠度计算方法能更真实地反映边坡的实际情况,更偏于工程安全。

轨道车辆膨胀管式吸能元件吸能特性分析

以膨胀管式吸能元件为研究对象,通过全自动电液伺服压力机和大型落锤冲击试验机,对9个样件进行了18次试验。基于试验数据和数值模拟结果,分别研究了壁厚、锥头外径、冲击速度这三个参数对吸能元件吸能特性的影响。试验结果表明:膨胀管式吸能元件对速度冲击不敏感,落锤冲击下吸能元件的平稳缓冲力与准静态压缩时平稳缓冲力的比值约为0.96~0.98;当锥头外径一定时,吸能元件缓冲力与膨胀管壁厚基本成线性关系;当膨胀管壁厚一定时,吸能元件缓冲力与锥头外径近似成线性关系,且随着锥头外径的增加,缓冲力增加量有减小的趋势。为膨胀管式吸能元件的设计提供了依据。

缠绕式圆筒蜂窝的结构参数对吸能特性影响研究

为研究缠绕式圆筒蜂窝的结构参数对吸能特性影响,首先建立有限元仿真模型。然后利用控制变量法,系统地研究蜂窝结构参数对蜂窝吸能特性的影响。最后进行实验,并与仿真结果做对比。结果表明:随着波纹片边长减小、波纹片厚度和平片厚度增加,可以提高蜂窝平均应力和体积比吸能;减小波纹片边长、增加波纹片厚度可提高质量比吸能,而平片厚度的增加会使该指标降低;仿真模型准确,其结果和实验结果在蜂窝变形和吸能特性上吻合较好。对影响圆筒蜂窝强度的三个参数做了较详细的研究,为轨道交通被动安全防护的吸能元件提供了新的思路和理论支持。

6005铝合金材料力学性能研究

采用万能材料试验机,对典型车用的6005铝合金材料进行准静态拉伸试验。输出载荷-变形量关系,获得应力-应变曲线,进而分析材料的弹性模量、极限强度、极限应变、屈服强度和延展率等力学性能。

基于模糊C均值的吸能结构设计

提出一个基于模糊C均值的吸能结构设计方法,并将其应用于车辆结构的耐撞性设计中。研究复杂的几何结构,以满足能量吸收设计的要求,减少设计变量,并采用一定方式对这些变量之间的隐式相互关系进行挖掘。在这种方法中,结构表面由控制点描述,形式为非均匀有理基样条。利用模糊C均值技术对大型控制点数据进行压缩,利用一组线性不相关的正交基和相应的模糊点得分来表示高维数据,从而实现对高维数据的压缩。通过改变聚类中心得分的值,可以修改零件的几何形状。通过此过程,无需直接处理大量的几何控制点,只需调整少量聚类中心得分的值即可进行设计,大大降低了计算成本。结果表明,模糊C均值方法可以有效地设计具有不规则形状的复杂结构,克服了传统设计方法处理高维设计变量和大设计数据集的局限性。

列车侧缓冲器吸能性能的试验研究

通过对EN15551-2017标准进行解读,梳理出列车侧缓冲器的性能要求及测试方法,并对侧缓冲器产品样件的结构性能及吸能性能进行了系统的试验研究.研究结果表明,105 mm行程30 kJ容量侧缓冲器满足机械性能测试、静压测试、动态容量测试等性能要求.

动力集中型动车组碰撞能量管理方案设计研究

动车组可分为动力分散型动车组和动力集中型动车组。本文以动力集中型动车组为研究对象,首先通过碰撞能量管理的计算确定了吸能参数,然后根据吸能参数和相关规范设计了吸能装置。为其他动力集中型动车组碰撞能量管理方案的设计提供了参考。

内导向包覆蜂窝式防爬器结构设计及性能分析

为提升防爬器的抗冲击及静载性能,提出一种内导向包覆蜂窝式防爬器结构设计方法。首先,结合结构相关功能实现要求,介绍了新型防爬器结构组成及各部件相关功能:其次,结合螺栓设计选型规范,对螺栓强度及抗滑移特性进行验证,在此基础上,基于冲击、垂向、侧向载荷分析平台,提取结构力-位移曲线;最后,根据试验结果对其开展性能分析。分析结果表明:螺栓选型能够满足防爬器安装设计要求防爬器结构能够有效提成抗冲击性能且具备良好的垂向及侧向稳定性。该结果可为防爬器性能改进提供参考意义。