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作者：赵鹏磊西安工业大学

学位级别：硕士

整体叶环处于高温高压的工作环境,多采用高强度、高硬度的高温合金材料。传统机械加工该类形状复杂的薄壁结构件成本高且多有变形,而电解加工技术是一种“不接触”的材料去除方法,能加工各种不同硬度、强度的金属材料,且加工效率高、加... 详细信息

整体叶环处于高温高压的工作环境,多采用高强度、高硬度的高温合金材料。传统机械加工该类形状复杂的薄壁结构件成本高且多有变形,而电解加工技术是一种“不接触”的材料去除方法,能加工各种不同硬度、强度的金属材料,且加工效率高、加工稳定,加工表面不产生内应力和毛刺,已被应用于航空发动机关键零部件加工。本文针对整体叶环的叶栅通道大余量去除问题开展电解加工关键技术研究,设计开槽成型一体化阴极,阴极一次进给实现大余量去除,加工出叶栅通道并保证余量均匀,旨在提高整体叶环的加工效率,为整体叶环叶片型面的精加工奠定基础。主要研究内容如下:（1）通过极化试验测定GH4169高温合金材料在不同浓度Na Cl电解液和Na NO3电解液的溶解特性,探讨了材料中金属离子在不同浓度中的活化程度,结合试验所得数据对比,最终选择15%Na NO3作为本次实验的电解液,并测出15%Na NO3溶液的电导率为12.6 S/m。（2）根据预加工整体叶环的三维模型,采用电解液正流式即电解液通过阴极内部流至加工间隙。通过等间隙法设计出初始阴极头,考虑到加工的可行性,将初始阴极设计为阴极体、阴极杆、进液腔、主轴连接件等,并确定了各设计件的关键尺寸。基于UG NX模拟阴极相对工件阳极进给路径,确定电解加工时采用工件阳极倾斜16°安装于工作台上,阴极竖直向下进给的加工轨迹。（3）应用COMSOL软件模拟电解加工时的流场、电场分布情况,修正阴极,初步确定电解加工试验工艺参数。通过改变阴极体底部出液孔的数量、形状和布局,优化阴极体底部棱边及四周棱边圆角,实现阴极体表面轮廓修型。考虑电流密度的分布均匀性要求,基于电场仿真结果确定阴极体非绝缘的高度,确定最终的阴极结构。进行了流场仿真,初步确定电解液入口压力为0.7MPa;进行了电场仿真,初步确定电压参数为20V。（4）应用制备的阴极进行了整体叶环的叶栅通道电解加工试验。根据仿真确定的加工工艺参数,设计不同加工工艺参数组合方案进行试验。采用单因素试验法分析加工工艺参数对叶栅通道轮廓的加工余量偏差和成型圆角的影响。通过正交试验优化参数,提高叶栅通道的型面精度,并确定出最优加工参数组合为:电解液压力0.5MPa、电压为19V、进给速度为0.16mm/min。在此工艺参数组合下,电解加工的整体叶环叶栅通道余差为1.36mm,表面粗糙度平均值为0.98μm,保证了叶栅通道的加工余量均匀,满足后续叶片精加工的要求。

关键词：整体叶环叶栅通道电解加工阴极结构设计流场仿真电场仿真

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大跨度钢底板-波形钢腹板组合箱梁桥设计

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桥梁建设 2024年

作者：胡志红赵鹏磊刘建丁德豪武汉交通工程建设投资集团有限公司中交第二公路勘察设计研究院有限公司

武松高速武汉段通顺河3号特大桥主桥采用(95+170+95) m连续组合箱梁桥,左、右幅错孔布置。主梁采用单箱单室钢底板-波形钢腹板组合箱梁(墩顶主梁为钢-混结合段),由混凝土顶板和钢主梁通过双PBL剪力键组合而成,单幅顶板宽16.75 m,中墩支... 详细信息

武松高速武汉段通顺河3号特大桥主桥采用(95+170+95) m连续组合箱梁桥,左、右幅错孔布置。主梁采用单箱单室钢底板-波形钢腹板组合箱梁(墩顶主梁为钢-混结合段),由混凝土顶板和钢主梁通过双PBL剪力键组合而成,单幅顶板宽16.75 m,中墩支点梁高9.2 m,边墩支点及跨中梁高3.8 m。钢主梁由上翼缘板、波形钢腹板、钢底板和横隔板组成,标准节段长4.8 m,波形钢腹板采用1600型,顶部设置带双PBL剪力键的上翼缘板,钢底板加劲采用板肋和T肋,钢梁节段内设置实腹式和桁架式2种形式的横隔板。混凝土顶板厚32 cm,采用C60高性能混凝土,在箱梁顶板内设置体内预应力体系,并在箱室内设置体外预应力体系。钢-混结合段波形钢腹板采用埋入的连接方式伸入到混凝土腹板内,底板钢-混结合构造中墩处采用“钢格室+剪力键+后承压板”的形式,边墩处采用钢底板上设置剪力键并外包混凝土底板的形式。单幅主墩采用门式框架墩,基础为整体式承台及直径2.2 m钻孔灌注桩。上部结构0号块和边跨现浇段采用支架现浇法施工,悬臂段采用异步挂篮拼装(浇筑)施工,按先边跨后中跨的顺序合龙。采用有限元软件建立主桥杆系模型和边跨实体模型进行结构分析,结果表明该桥各项指标均满足规范要求。

关键词：连续梁桥组合箱梁波形钢腹板钢底板预应力异步悬臂施工桥梁设计

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佛山同济大桥主桥总体设计

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桥梁建设 2023年第S1期53卷 105-110页

作者：赵鹏磊师少辉付小烦中交第二公路勘察设计研究院有限公司湖北武汉430056

佛山同济大桥主桥采用(200+68+46)m混合梁斜拉桥,塔梁墩固结体系。桥塔采用“佛手”形状的钻石形钢筋混凝土结构,塔高125 m,塔柱采用空心箱形断面,外侧四角倒椭圆弧,基础采用整体式承台+∅2.5 m钻孔灌注桩基础。主梁采用PK断面混合梁,全... 详细信息

佛山同济大桥主桥采用(200+68+46)m混合梁斜拉桥,塔梁墩固结体系。桥塔采用“佛手”形状的钻石形钢筋混凝土结构,塔高125 m,塔柱采用空心箱形断面,外侧四角倒椭圆弧,基础采用整体式承台+∅2.5 m钻孔灌注桩基础。主梁采用PK断面混合梁,全宽38.6 m(含风嘴),中心线处梁高3.5 m,中跨为正交异性板钢箱梁,钢箱梁顶板U肋采用双面焊工艺,边跨为混凝土箱梁。斜拉索采用标准抗拉强度1860 MPa的高强度低松弛环氧涂层预应力钢绞线。斜拉索塔端采用整体式钢锚梁和混凝土齿块锚固;钢箱梁端采用锚箱式锚固,混凝土箱梁端采用箱外混凝土凸块锚固于风嘴处。边跨混凝土箱梁采用支架现浇施工,主跨钢箱梁采用桥面吊机悬臂拼装。经验算,桥梁结构受力满足规范要求。

关键词：斜拉桥混合梁钻石形桥塔塔梁墩固结整体式钢锚梁 U肋双面焊桥梁设计

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贵州凯峡河特大桥总体设计

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桥梁建设 2023年第S1期53卷 84-90页

作者：师少辉赵鹏磊欧阳泽卉中交第二公路勘察设计研究院有限公司湖北武汉430056

贵州凯峡河特大桥为(180+230)m不对称半飘浮体系独塔结合梁斜拉桥,桥梁依次跨越凯峡河河谷和U形溶蚀槽谷。主梁采用双边“上”字形钢主梁与混凝土桥面板组成的结合梁,全宽30 m,桥面板采用C55高性能混凝土。桥塔采用“人”字形结构,塔高1... 详细信息

贵州凯峡河特大桥为(180+230)m不对称半飘浮体系独塔结合梁斜拉桥,桥梁依次跨越凯峡河河谷和U形溶蚀槽谷。主梁采用双边“上”字形钢主梁与混凝土桥面板组成的结合梁,全宽30 m,桥面板采用C55高性能混凝土。桥塔采用“人”字形结构,塔高117 m。斜拉索采用环氧喷涂钢绞线成品索,按空间双索面扇形布置,单个索面布置18对,全桥共72根斜拉索。索塔锚固采用钢锚梁;索梁锚固采用锚拉板,为适应空间索面斜拉索锚固,锚拉板与钢主梁腹板采用小角度弯折焊接。桥塔采用爬模法施工,钢主梁采用桥面吊机悬拼。分别采用有限元软件MIDAS Civil和MIDAS FEA对斜拉桥进行总体和局部计算,结果表明该桥各项指标均满足规范要求。

关键词：独塔斜拉桥半飘浮体系结合梁桥塔钢锚梁锚拉板桥梁设计

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