滚子链疲劳寿命威布尔分布形状参数的探讨

探讨了滚子链疲劳寿命的分布规律；揭示了滚子链疲劳寿命威布尔分布形状参数随链条规格、载荷水平变化的特点；设计了可靠寿命和平均寿命的抽样检验方案，从而为滚子链疲劳可靠性设计和验证提供了重要依据     

滚子链疲劳寿命威布尔分布形状参数的探讨

探讨了滚子链疲劳寿命的分布规律，揭示了滚子链疲劳寿命威布尔分布形状参数随链条规格，载荷水平变化的特点，设计了可靠寿命和平均寿命的抽样检验方案，从而为滚子链疲劳可靠性设计和验证提供了重要依据。     

循环载荷应力比对微动疲劳特性的影响

自行设计了实验装置, 研究了柱面—平面接触形式45 号钢在不同应力比(R =0 .00 , 0.25, 0 .50)轴 向循环载荷作用下的微动疲劳特性.确定了各应力比轴向循环载荷作用下的S ― N 曲线, 并对微 动疲劳断裂裂纹位置及断裂特征作了分析.研究结果表明:相同轴向循环载荷应力幅下, 微动疲劳 寿命随着轴向循环载荷应力比的增大而有所降低;微动疲劳断裂裂纹位置都在接近于接触中心而 又略偏于桥脚外侧的位置;在高应力比下断口截面上裂纹扩展的痕迹更明显, 断口截面更规则.     

冻融损伤混凝土的弯曲疲劳寿命可靠性分析

为了研究冻融损伤效应对混凝土弯曲疲劳寿命的影响,通过三点弯曲疲劳试验研究经快速冻融法水冻至不同损伤程度的混凝土小梁疲劳寿命;并用两参数威布尔分布函数对弯曲疲劳寿命试验数据进行拟合和检验;对混凝土弯曲疲劳寿命的可靠性进行分析并建立具有不同可靠性概率的P-S-N曲线.研究结果表明:混凝土的静弯曲强度、疲劳强度和疲劳寿命都随着冻融循环(FTC)次数的增加而急剧减小.K-S检验结果表明:混凝土弯曲疲劳寿命能很好地服从威布尔分布;利用矩估计法获得的威布尔分布参数的混凝土弯曲疲劳寿命的分散性随应力水平的增大而减小,随冻融作用次数的增加而增加.可靠性分析结果表明:混凝土弯曲疲劳寿命的可靠性概率随着冻融次数的增加而有所降低,对混凝土弯曲疲劳寿命(强度)进行设计和验算时应适当增大受冻融损伤混凝土的可靠性概率(安全系数).     

多铆钉自冲铆接头力学性能机理

以3颗铆钉连接的5052铝合金自冲铆接头为对象,通过试验的方法研究多铆钉自冲铆接头力学性能机理。获得了m-o自冲铆接头(简称m-o接头)和m-i自冲铆接头(m-i接头)的静力学和疲劳试验数据,选择正态分布和二参数威布尔分布检验数据的有效性,通过最小二乘法获得疲劳寿命最佳拟合直线和疲劳载荷-疲劳寿命曲线二参数幂函数方程。结果表明:接头静态和疲劳失效形式分别为下板被拉出和下板断裂。铆钉分布结构对接头静强度、变形能力、能量吸收能力、疲劳寿命及它们的稳定性均有影响。m-i接头静力学性能良好,m-o接头整体具有良好的疲劳性能。疲劳测试中,铆钉分布结构会导致首要和次要承载顺序的产生,疲劳断口为首要承载顺序所在位置。     

工程p-S-N曲线的小子样预测方法研究

基于非嵌入多项式混沌(NIPC)展开及贝叶斯更新方法,提出一种中等寿命区p-S-N曲线的小子样预测方法。该方法运用较少应力水平下的小子样疲劳寿命数据样本,采用优化方法求解Basquin应力-寿命模型参数的样本数据;由此建立NIPC展开式并进行大子样抽样计算,通过大子样拟合优度检验,得其概率特性,继而拟合模型参数统计量与应力水平的关系。为改进模型参数统计量的预测精度,引入另一应力水平下的小子样试验数据,运用贝叶斯更新方法对模型参数统计量进行修正;由此通过Nataf变换对任意应力水平下模型参数进行抽样,代入模型计算获得疲劳寿命样本,进一步统计获得其概率分布,即完成基于小子样的p-S-N曲线预测。完成了铝合金2024-T3疲劳试验,各应力水平下试验寿命均落于预测概率疲劳寿命的上下95%分位数区间内,表明新方法得到的p-S-N曲线可有效预测疲劳寿命的概率特性。     

基于Weibull理论的再生混凝土疲劳性能研究

采用MTS材料动态疲劳试验机对温度循环后的C、RC、SFRC、SICRC进行疲劳试验，研究在不同应力水平作用下(0.9、0.8、0.7)混凝土的疲劳变形特征和疲劳寿命。基于试验数据，对各试样疲劳寿命进行两参数Weibull分布检验，建立了p-S-N方程。结果表明：与RC、SFRC相比，SICRC在疲劳破坏时有更好的延展性和整体性，难以破碎毁坏；由同一应力水平下的S-N曲线可得出，SICRC疲劳寿命和疲劳强度均要优于RC、SFRC;利用两参数Weibull分布理论检验各试样疲劳寿命，其相关系数R²均高于0.90,说明两参数Weibull分布理论能够较好的应用于SFRC和SICRC疲劳寿命检验。     

TC4板冷挤压强化寿命预测与试验验证

针对缺乏孔挤压强化铰孔后的残余应力分布及寿命预测与评定的分析方法,研究孔挤压强化铰孔工艺的三维有限元模拟方法及挤压强化后铰孔对孔边的残余应力分布的影响.分析结果表明:铰“0”孔后挤入端的残余压应力比不铰孔的明显增大.通过有限元法获得铰孔试样在疲劳载荷作用下孔边的应力分布,结合临界距离法预测3组不同载荷水平下4%孔挤压量钛合金TC4中心孔板的疲劳寿命,预测结果在试验结果的0.5~2.0倍寿命之内.     

扭转预应变对Q345R钢超低周疲劳性能影响研究

采用横向应变控制方法,研究了扭转预应变对压力容器用钢Q345R超低周疲劳性能的影响。获得了预扭转前后材料的循环应力-应变关系、疲劳寿命等实验数据,据此,利用双参数威布尔分布数概率函数对疲劳寿命数据进行处理,结果表明其疲劳寿命以及置信度在双对数坐标系中的线性关系良好。通过Hollomon公式和MansonCoffin公式拟合疲劳实验数据,建立了疲劳寿命预测公式。计算并拟合了材料塑性应变能和循环周次的关系,并对比研究了预扭转前后材料的循环韧度。试样疲劳断口观察表明预扭转的材料比未预扭转的材料断口形貌中有较多的子孔洞、空穴和二次裂纹。     

高延性混凝土单轴受压疲劳性能试验研究

为了更好地了解高延性混凝土(high ductile concrete,HDC)的抗疲劳性能,在3种不同加载频率和4种应力水平下进行了一系列的压缩疲劳试验,研究其受压疲劳寿命、疲劳破坏变形、加载频率影响和疲劳寿命方程。研究发现:HDC在疲劳破坏后仍具有一定的整体性,不同于普通混凝土的塌落破碎;随着加载频率的增大,HDC压缩疲劳寿命有增大的趋势;研究不同应力水平下的S-log N曲线,得到受压疲劳强度约为0.679,与普通混凝土和其他纤维混凝土相比,HDC具有较高的水平;通过Weibull分布对HDC疲劳寿命进行检验,拟合得到p-S-N方程,相关系数R2均达到0.90以上,表明HDC能较好地服从Weibull分布。     

用预拉强化工艺提高双排滚子链疲劳性能的研究

为了改善国产双排链的耐疲劳性能和链长精度的均匀性,本文研究了预拉工艺的效果。对08B双排链的试验结果表明,经(2/3)Q(Q为链条极限拉伸载荷)预拉后的链条、链长精度均匀性明显改善;疲劳强度可提高80％左右。预拉后的链条的残余伸长量不大,完全可预先对链板冲模具节距尺寸作适当的调整,以保证链长精度。可以认为,预拉处理对多排滚子链是一种十分必要的强化工艺。     

负载下钢结构工字形压弯构件焊接加固试验

为研究钢结构压弯构件在负载下焊接加固过程的热影响以及不同初始负载对焊接加固后受力特性的影响,进行了压弯钢柱的静力试验.被加固钢柱均为工字形双轴对称截面,置于顶端面内自由面外平动约束、底端固接的边界条件下,柱顶固定面内偏心距按四档不同初始负载分别进行.采用翼缘外对称贴焊钢板加固方案,材料类型均为Q345B级普通碳素钢.研究了负载下焊接加固过程构件的位移变化、腹板焊接应力应变重分布、加固后失稳破坏模式及稳定承载力.结果表明:加固焊接次序决定了焊接残余变形及焊接应变重分布的发展机理;初始负载影响焊接残余变形大小;而焊接热输入和初始负载大小共同影响荷载-位移曲线的焊接平台段宽.较小的初始负载几乎不影响承载力,而较大的初始负载明显对承载力不利.此外,初始几何缺陷也影响加固后承载力.     

人工挖孔嵌岩灌注桩承载特性现场试验与机理分析

以青岛市某大型工程为依托,对在泥质粉砂岩地基中的5根人工挖孔嵌岩灌注桩分别进行竖向静载荷试验与桩身内力测试。根据大直径嵌岩桩实测数据探讨大直径人工挖孔嵌岩灌注桩的荷载传递机理与竖向承载特性。试验结果表明：试桩荷载沉降（Q-s）曲线为缓变形,桩顶沉降量均小于11 mm,卸载回弹率大,幅度为51%~75%,承载力较高,5根试桩均满足设计要求;在最大荷载下,5根嵌岩桩桩端阻力所占桩顶荷载比值均在10%~20%之间,随桩长、嵌岩深度（中风化）增大而减小,表现出端承摩擦桩的特性;桩身荷载自上而下逐步发挥,上覆土层先达到侧摩阻力极限值,在嵌岩段中部侧摩阻力达到峰值;桩入岩越深,安全储备量越大,在泥质粉砂岩中风化段,实测侧摩阻力约为规范推荐值的2.5倍,说明5根桩有较大的承载潜力;随着荷载的增大,嵌岩段分担的总阻力由39%上升至45%,嵌岩段侧摩阻力占主要比重,但桩端阻力分担荷载的比例上升速率较快;根据行业标准与静载试验数据,重新认识该地层人工挖孔嵌岩灌注桩的竖向承载特性,充分发挥其承载潜力,对工程桩桩身尺寸进行优化,达到节约材料和提高施工功效的目的,具有较好的经济效益。     

约束高强度Q460钢柱抗火性能试验

为获得高强度Q460钢柱的抗火性能,采用火灾试验炉对4个约束Q460钢柱进行抗火性能试验,试验采用恒载升温模式和ISO-834标准升温曲线,考虑了两个约束刚度和两个荷载比,测量了钢柱受火过程中的温度、轴向位移和跨中挠度,并得到了约束Q460钢柱的屈曲温度和破坏温度,采用约束钢柱的轴力放大系数方法计算了试件的破坏温度并和试验结果进行对比.研究表明:轴向约束刚度和荷载比对Q460钢柱的抗火性能影响较大,相同荷载比下轴向约束刚度大的钢柱破坏温度低,相同约束刚度下荷载比大的钢柱破坏温度低;轴力放大系数方法可以确定约束高强度Q460钢柱的临界温度.     

门架式抗滑桩结构模型试验研究

为了对门架式抗滑桩的结构特性有进一步的认识和提升,进行了门架式抗滑桩三维地质力学模型试验与门架式抗滑桩结构模型试验。通过在桩身内部贴置应变片以及桩身的关键位置处放置千分表,来测量在推力荷载施加过程中,门架式抗滑桩的桩身应力变化特点及关键位置点的位移变化特征。试验结果表明：门架式抗滑桩桩前、后排桩桩顶位移大于滑动面处位移,后排桩桩身位移大于前排桩桩身位移;前、后排桩桩身内力均呈现明显的“s”型分布,桩顶应力不为零,其数值随着推力荷载的增大的而增大。     

Q235钢表面PTFE涂层的冻粘试验

采用自行设计的冻粘应力测试装置测定了在不同温度、不同含量的聚四氟乙烯(PTFE)涂层下,Q235钢表面的切向与法向冻粘强度。结果表明:PTFE颗粒涂层表面的切向与法向冻粘强度约为Q235钢的20%～50%;在喷涂PTFE的质量分数分别为30%、60%、80%、90%的涂层中,w(PTFE)=60%的涂层表面对冰的粘附强度最小;憎水材料PTFE对减小冻粘强度具有重要作用;材料表面的化学性质和接触面形貌是影响粘附强度的决定性因素。     

Static Performance and Fracture Numerical Analysis of 301L/Q235B Dissimilar Steel Resistance Spot Welded Joints

301L/Q235B异种钢电阻点焊接头静力学性能及断裂数值分析

王昌坤1,2*,刘慧玉1,范佳斐1,左银龙3,胡立国4

（1.北京交通大学 机械与电子控制工程学院,北京 100044;2.中铁上海设计院集团有限公司,上海 200070;3.中车唐山机车车辆有限公司,唐山 063000;4.中车长春轨道客车股份有限公司,长春 130062）

摘 要：对301L-DLT/Q235B异种钢2.0 mm板不同熔核尺寸的电阻点焊拉剪试样进行静拉伸试验。用有限元软件模拟出了点焊接头的力-位移曲线,分析了点焊接头拉伸断裂过程的应力应变分布和断裂演变过程。熔核硬度高于板材和热影响区。在静拉伸载荷作用下,电阻点焊接头拉伸过程的应力、应变随位移增大呈指数关系增长,301L板加载侧熔核边缘的应力值最大。点焊接头以熔核拔出断裂失效试样的静拉伸强度和塑性变形量优于以界面断裂模,由熔核界面断裂向拔出断裂转变的搭接面临界熔核直径为7.12 mm,约5 .

关键词：301L/Q235B异种电阻点焊;静力学性能;断裂模式;有限元分析

     

500kV输电线路高耸塔高强钢相贯节点试验研究

以国家电网公司应用Q420高强钢首批输电线路试点工程(500kV汉江大跨越直线塔主材采用Q420钢管)为背景,对3种类型的K型相贯节点进行了足尺试验研究.试验表明,在主管轴力较高时,节点的破坏以主管的局部塑性变形破坏为主,节点的破坏很大程度是由节点域主管的变形来表现的;K3型节点加劲板的设置,能有效地将两支管上的力均匀传给主管,从而改善节点支管与主管相贯线区域的受力性能,这就是K3型节点的实测承载力较K2型节点提高了25%的原因.借用中国钢结构设计规范中的计算方法进行了比较和推析,发现对K型高强钢节点简单地套用现有的简化公式和计算公式不可取.     

ZrTiAlN涂层的残余应力分析

采用有限元法分析Q235 A基ZrTiAlN涂层的残余应力,研究涂层厚度、过渡层对残余应力的影响。结果表明:层-基界面边缘处存在明显应力集中现象;涂层内的切向应力和轴向应力主要表现为拉应力,径向应力则表现为压应力。涂层厚度的变化对层-基界面应力的性质与分布影响很小;但随着涂层厚度的增加,界面处的切向应力增大,径向应力和轴向应力减小。加入过渡层后,涂层内残余应力明显减小,其中含有TiAl/Zr过渡层的涂层的切向应力、轴向应力和径向应力的最大值分别降低33%,25%和14%。     

预应力混凝土简支梁静、动载检测对比研究

同时对预应力混凝土简支梁进行了破坏性加载试验和振动信号采集工作。由静载数据可知梁跨中受集中力的初裂荷载为 50 0 k N～ 550 k N,满足设计要求。分析构件在受力损伤过程中的动力响应有关参数变化并对静、动检测时梁性能的各有关参数进行比较 ,可为今后桥梁无损检测提供参考