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关键词： 截齿   激光熔覆   温度场   应力场   参数优化  

摘要： 镐型截齿是采煤机截割部最重要的零件之一,截齿的性能直接影响采煤机在进行采煤作业时的效率,同时,截齿也是采煤机截割部最主要的消耗零件。截齿通过激光熔覆技术在其头部熔覆上一层涂层,可以极大地改善截齿性能。 本文通过软件模拟截齿激光熔覆过程的温度场和应力场,研究了激光功率、扫描速率和预热温度对温度场和应力场的影响,并基于响应曲面法进行参数优化,得到了以稀释率为目标的最优参数组合,并通过实验进行了验证。 研究结果表明:激光功率、预热温度和扫描速率对节点温度和应力产生显著影响。在截齿激光熔覆过程中,第一层的熔覆温度最高,随着线速度的增大,最高温度会有所降低,并且多道熔覆节点会被循环加热从而影响后续熔覆时的初始温度。工艺参数对激光熔覆冷却速率也产生了较大的影响。研究结果显示,冷却速率与激光功率和扫描速率成正比,与预热温度成反比。熔覆时主要的应力为压应力,而冷却结束时会转变为拉应力。另外,研究还发现,在预热温度低于200℃时,截齿熔覆后的残余应力会有所降低,但随着预热温度的增加,残余应力逐渐增加。通过响应曲面法进行的工艺参数优化得到了最优参数组合:扫描速度在0.086π～0.111πrad/s,激光功率在2.706～4.25 k W,预热温度在103.836～190.56℃。实验结果表明,采用优化后的参数熔覆后,测得的平均稀释率与预测值的误差小于10%。此外,熔覆后的熔覆层硬度达到了约1150 HV,而基体的平均硬度约为460 HV,相较于基体熔覆层的硬度提升了近3倍,除此之外熔覆层具有较好的耐腐蚀性能。通过本文研究证明了所用模型的可靠性,可为实际工艺参数设计优化等工作提供有力的依据。 图[43]表[11]参[87]

关键词： 装配式钢结构   法兰连接   有限元模拟   应力分析   设计方法  

摘要： 在国家大力推动节能减排背景下,装配式钢结构成为一种高效、节能、环保、符合绿色施工、可持续发展的现代化建筑结构发展方向。钢结构中的梁柱节点是确保梁和柱能够共同发挥作用,形成完整结构的重要组件,在结构中起到重要作用,连接方式主要为焊接和螺栓连接,而焊接节点有较大焊接残余应力在地震中破坏严重,梁柱螺栓连接节点施工更加方便,在地震情况下遭受的损害较小。所以,采用梁柱螺栓连接的节点在高地震风险区域具有很大的应用前景和发展潜力,梁柱螺栓连接节点主要包括外加强环式和法兰板式节点,外加强环节点传力路径简洁明确,但结构中柱子过长运输不便,核心区不易加厚处理,而法兰板式节点,柱与柱之间利用法兰板连接,能够解决柱子过长,运输难度大的问题;节点连接中柱座位于节点核心区,独立的柱座更加方便改变柱座厚度来提高节点承载力。已有方钢管柱-H型钢梁直角型法兰环板高强螺栓连接节点,在直角构造处应力集中,应力沿着螺栓孔发展,不满足强节点弱构件的设计原则,本文结合梁柱外加强环式节点,提出了一种方钢管柱-H型钢梁梯型法兰外环板节点。通过使用ABAQUS有限元软件进行模拟,并将得出的结果与已有的实验结果进行比较,证实了该有限元模型的可靠型性。根据相关规范设计了节点的具体尺寸,探讨了法兰环板厚度、外环板厚度、内环板厚度、柱和柱座整体厚度、柱座厚度对节点应力云图、滞回曲线、骨架曲线、延性系数、耗能能力、刚度退化和部件路径应力分布的影响。结果表明依据规范设计的节点破坏模态不满足抗震性能的要求,根据满足节点理想的破坏模态柱座厚度临界值对规范公式进行了修正,并对依据新设计公式设计的节点进行了抗震性能的验证。主要研究成果如下: (1)梯型法兰外环板节点承载力高于直角型法兰外环板节点,梯型法兰外环板节点应力集中于外环板内折角处,改善了直角型法兰外环板应力集中于直角处的缺点,提出了5种可能影响节点受力性能的参数分别为:法兰环板厚度、外环板厚度、内环板厚度、柱和柱座整体厚度和柱座厚度。 (2)法兰环板厚度、外环板厚度和核心区柱座厚度对节点的破坏形态影响较大,当法兰环板厚度较小时,柱端剪力不能通过环板有效传递到核心区,造成环板应力较大引起环板变形,进而导致柱座发生变形,当外环板厚度较小时节点会产生沿外环板与柱焊接处发生破坏,核心区柱座厚度较小时会直接导致节点核心区抗剪强度不足发生柱座剪切变形破坏。 (3)内环板厚度对节点的受力性能基本没影响,节点模型均为梁端产生塑性铰而破坏,组件路径应力基本一致,但当内环板厚度较小时节点延性较大,因此在满足节点受力性能前提下,尽量减小内环板厚度。 (4)节点核心区柱座厚度虽然满足规范要求,但节点发生核心区剪切变形破坏,不满足抗震要求,依据有限元模拟结果对规范的节点设计公式进行了修正,提出了适合装配式方钢管柱-H型钢梁梯型法兰外环板节点的设计公式,并按照节点设计公式设计了新节点进行了有限元模拟,验证了节点设计公式的可靠性。

关键词： 管道系统   支吊架   PDMS建模   管架设计原则   应力分析   增设PTFE滑板   对比分析  

摘要： 支吊架是管道系统的重要组成部分,对于大直径管道来说,设计时须考虑摩擦力的影响,设计之初可通过改变支吊架形式、位置来调节管系中的应力。以某化工项目离心式压缩机出口沿框架爬升至结晶器进口管道(DN1200)为例,针对此管道管口及支架处应力过大的问题,采用PDMS建模,运用CAESARⅡ软件(2019版),通过对支吊架底部增设PTFE滑板与否两种情况下管口荷载及管道支架受力情况进行对比分析,探究摩擦力对管系产生的影响。应力分析与计算结果表明,增设PTFE滑板,用极小的成本来优化管口荷载、降低支架对结构的推力,在其他条件不变的情况下,此举可改善管系受力情况,增加管系柔性,使管口荷载满足工艺要求,可确保管系长期稳定运行。

关键词： 思政教育   课程思政   爱国主义教育   专业认同感   思政教学   工程素养   工程力学   高校思想政治工作  

摘要： 高校思想政治工作关系高校培养什么样的人、如何培养人及为谁培养人的问题,可见思政教育对高校人才培养至关重要。思政教育的方式有多种形式,而专业课程的思政教育是目前教育界普遍认同且有效的教育方式。工程力学是一门大多数工科专业必修的专业基础课,该课程所涵盖的知识是工科专业后续课程的理论基础和研究方法,因此探索工程力学课程思政具有重要的意义。本文根据工程力学的课程特点,深挖其中的思政元素,从爱国主义教育、专业认同感的培养和工程素养的培养等3个方面对工程力学课程思政进行探索,为工程力学课程思政教学提供新的思路。

关键词： 微裂均质化再生   旧水泥混凝土路面   应力   应变  

摘要： 文章结合工程实例,通过旧路评定确定力学参数,建立力学模型,进行力学分析,探索最佳的微裂均质化再生路面方案。结果表明:微裂均质化再生技术适用于整体状况“良”但承载能力一般、断裂板较多的旧水泥混凝土路面;沥青加铺层并非越厚力学性能越好,随着厚度的增加加铺层应力改善作用逐渐减缓,而沥青永久变形量不断增大;基于经济和力学性能综合考虑,10~12cm厚沥青加铺层+再生旧水泥基层为最佳的微裂均质化再生路面方案。

关键词： 超限高层建筑   框架-剪力墙结构   性能设计   弹塑性动力时程分析   托柱转换   应力分析  

摘要： 某酒店为规则性超限高层建筑,房屋高度98.90m,采用框架-剪力墙结构体系。本工程存在扭转不规则、楼板不连续、刚度突变、局部穿层柱、竖向抗侧力构件间断等5项不规则项,对本工程进行了抗震性能化设计,利用两种软件进行了多遇地震下的反应谱分析和弹性动力时程分析,中震弹性和不屈服的承载力复核,采用弹塑性动力时程分析对结构在罕遇地震下的动力特性及损伤退化开展进行了研究。结果表明:结构抗震性能良好,结构体系合理可行,能够达到小震弹性、中震可修、大震不倒的抗震性能目标。针对二层顶局部托柱转换,对转换柱及转换大梁均采用型钢混凝土构件并按中震弹性设计,且增加转换层板厚并对楼板进行应力分析及抗剪验算。利用有限元软件MIDAS-FEA对单榀转换框架进行精细分析,细化了构件损伤、材料应力状态及性能目标等各项指标。

关键词： 车辆荷载   沥青混凝土路面   应力   变形  

摘要： 深入研究车辆荷载作用下沥青混凝土路面的应力及变形情况,对于优化路面设计、提高路面抗荷载能力、保障交通安全,以及促进交通运输的可持续发展至关重要。本文基于非线性模型,探究沥青路面在不同车速、不同路基强度、不同车重及不同路面平整度条件影响下,沥青混凝土道路结构位移及振动响应。结果表明,路基强度、车辆重量和路面不平整度对沥青混凝土路面的位移及振动响应影响较大,车重增加一倍,位移增长幅度达到71.9%,路基强度降低24%,路面位移增加了21%。

关键词： EDEM   钕铁硼   模压成型   有限元分析   应力  

摘要： 以SKH45压机为例,基于EDEM有限元分析软件建立钕铁硼模压过程的仿真模型。在仿真中定义了材料属性,并加载边界条件,求解及后处理。分析压机不同成型工艺(压制方式和压制速度)对压坯的应力的影响,为压型过程中优化工艺提供理论参考。通过模拟计算,浮动压制和双向压制优于单向压制,其中浮动压制压坯应力最小,有利于保护模具且最方便产品脱模,对于不同速度的浮动压制,速度越慢应力越小,但实际生产中应综合考虑其与生产效率的平衡关系。

关键词： 主蒸汽取样管   断裂   形貌   成分   金相   应力  

摘要： 某火电厂1号锅炉主蒸汽取样管泄漏,通过宏观形貌检查、金属成分分析、断口形貌分析、金相分析及管系应力分析,结果表明:主蒸汽取样管接头断裂在管座侧热影响区,存在错用材料和焊接质量欠佳问题,并且管系二次应力超标,此次断裂是由以上因素共同作用造成的。

关键词： 圆柱滚子轴承   应力   修形   研究  

摘要： 采用Romax Designer工程分析软件对兆瓦级风力发电机组齿轮箱进行整体建模,应用滚动轴承理论和切片法基本思想,对圆柱滚子轴承在内外圈相对倾斜情况下的接触应力分布进行分析,并对滚动体修形效果进行研究。研究结果表明,随着内圈相对于外圈倾斜量的增大,滚子与套圈间的最大接触应力增大。无论内圈相对于外圈倾斜量的大小如何,适当的凸度量对数修形都可以有效减小滚子与套圈间的最大接触应力。内圈相对外于圈倾斜量越大,修形最优凸度量也越大。研究结果可以为兆瓦级风力发电机组齿轮箱圆柱滚子轴承的优化设计提供参考。