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铁路塔梁墩固结矮塔斜拉桥局部应力分析

铁路塔梁墩固结矮塔斜拉桥局部应力分析

作者：邓同生重庆交通大学

学位级别：硕士

塔梁墩固结铁路矮塔斜拉桥具有刚度大的优点,在大跨径铁路桥梁中使用较多,但其固结部位及拉索锚固区应力复杂。本文以新建铁路桥梁阿蓬江特大桥（135m+240m+135m矮塔斜拉桥）为工程背景,利用有限元软件对全桥施工过程进行了模拟分析,采... 详细信息

塔梁墩固结铁路矮塔斜拉桥具有刚度大的优点,在大跨径铁路桥梁中使用较多,但其固结部位及拉索锚固区应力复杂。本文以新建铁路桥梁阿蓬江特大桥（135m+240m+135m矮塔斜拉桥）为工程背景,利用有限元软件对全桥施工过程进行了模拟分析,采用实体有限元模型,进行了塔梁墩固结部位、索塔锚固区、索梁锚固区的局部应力分析,并将有限元计算结果与实测数据对比。重点研究了塔梁墩固结部位的合理杆系计算模型,塔端和梁端内力在塔梁墩固结部位的传递规律和主梁应力大小分布规律,并讨论了主塔和横隔板对主梁应力大小及分布规律的影响。主要研究内容如下:1.为了提高施工效率,阿蓬江特大桥采用塔梁同步施工的施工方法,这与常规的先塔后梁的施工方法不同,并且要求塔梁墩固结处进行整体浇筑施工。利用有限元软件Midas/Civil对桥梁整个塔梁同步施工过程进行模拟,分析总结了施工过程中几个重要施工阶段下的主梁内力、应力分布规律,为实体模型提供可靠的分析数据,同时为施工监控任务提供理论依据。2.矮塔斜拉桥塔梁墩固结部位空间应力分布十分复杂,在桥梁设计计算中需要重点关注。只按照施工过程,建立杆系模型进行仿真计算,不能很好的了解塔梁墩固结部位应力分布规律。因此,本文根据整体杆系模型计算结果,利用有限元软件Midas/Fea建立塔梁墩固结部位局部实体分析模型,对主梁重点施工阶段下塔梁墩固结部位的局部应力大小及分布规律进行了详细的分析。3.在塔梁墩固结部位埋设应变计,对该部位在施工全过程中的应力变化进行监控,通过对整体杆系模型计算结果、局部实体模型计算结果、现场实测数据的对比分析,得到三者结果数据的差异,相互验证计算结果和测试结果的准确性,为同类型桥梁施工监控工作提供经验,保证施工阶段桥梁结构的安全。4.在塔梁墩固结部位,构造及应力分布都很复杂,主梁上的荷载对桥塔应力有影响,桥塔上的荷载也会对主梁应力有影响,为了充分了解塔梁墩固结部位的内力传递规律和应力分布规律,分别将塔梁墩固结部位的主塔、横隔板去掉,设置4组局部实体对比分析模型,在塔、梁端施加单一集中荷载作用下进行该部位局部应力分析,分析研究主塔和横隔板对主梁0号块应力大小及分布规律的影响,以及梁端和塔端内力在该部位的传递规律。5.矮塔斜拉桥塔梁墩固结部位在整体杆系模型中常规的模拟方法是将横隔板换算成均布外荷载施加在主梁相应的单元上,简单的将主梁0号块中心节点与墩顶节点、塔底节点刚性连接,这样处理得到的计算结果是否精确,需要近一步验证,本文根据塔梁墩固结部位的实际构造,采用不同形式的杆系模型模拟塔梁墩固结部位,将不同杆系模型、不同单元截面处理方式下的主梁应力计算结果与局部实体模型计算结果进行比较,得到塔梁墩固结部位合理的杆系模型模拟方式和单元截面确定方法。6.阿蓬江特大桥主塔高度较矮,主塔左右两边斜拉索交错布置,排列较紧密;边、中跨比较大,边跨侧索力相对中跨侧要大,产生顺桥向不平衡力。本文对索塔锚固区进行局部应力分析,得到交叉锚固方式下的索塔锚固区的应力大小及分布规律,为同类型斜拉索交叉锚固的斜拉桥设计提供参考。7.阿蓬江特大桥斜拉索为空间索面,拉索通过楔形混凝土锚块锚固在主梁顶板上,与主梁形成一定的竖、横向倾角,左右锚块间用一道横梁连接起来。本文选择索力最大的A11号斜拉索,建立了该拉索索梁锚固区的实体有限元模型,分析了该区段的局部应力,得到了索梁锚固区的应力大小及分布规律。

关键词：铁路矮塔斜拉桥塔梁墩固结合理杆系模型局部应力

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新型航空铝合金锻造有限元模拟及工艺优化

新型航空铝合金锻造有限元模拟及工艺优化

作者：邓同生南昌航空大学

学位级别：硕士

铝合金在机械、交通运输、电力、化工及日常生活等领域有广泛的应用。在现代航空器上，很多重要的零件或承力构件都是由铝合金锻件制成的。在铝合金的锻造过程中，除了表面缺陷、尺寸和几何形状方面的缺陷以外，还可能出现内部组织方面... 详细信息

铝合金在机械、交通运输、电力、化工及日常生活等领域有广泛的应用。在现代航空器上，很多重要的零件或承力构件都是由铝合金锻件制成的。在铝合金的锻造过程中，除了表面缺陷、尺寸和几何形状方面的缺陷以外，还可能出现内部组织方面的缺陷，如穿流、穿筋和低倍粗晶等。因此，对铝合金锻件内部进行组织缺陷的分析研究，是铝合金锻件生产中的一项重要工作。为了在有限元模拟软件中建立新型航空铝合金7B04的材料类型，本文首先在Gleeble-3500型热模拟试验机上对该铝合金的圆柱形试样进行热压缩变形实验，研究该材料在变形温度为400～475℃，应变速率为1～50s-1条件下的流变行为。研究结果表明，7B04铝合金高温塑性变形时存在稳态流变特征。稳态流变应力随应变速率的增加而升高;随变形温度的升高而明显降低。并基于修正的双曲正弦式Arrhenius方程建立了该合金的本构模型。对某7B04铝合金锻件的内部组织进行观察后发现：该锻件在前缘筋的根部出现了穿流缺陷，并在穿流区出现了成片状的粗大晶粒。随后，本文在有限元分析软件DEFORM-3D中对该锻件的模锻过程进行了数值模拟，获得了锻件内部的金属流动情况、应变速率场、应变场和温度场等。研究发现该锻件内部的穿流是由于锻件在最后接近成形时筋条部位已经充满，腹板处多余金属剧烈地流向毛边槽，将邻近的表层金属带着流动而形成。穿流区的粗晶则是由于该部位剧烈的剪切变形，使得金属内部储存了大量变形能，且加剧了第二相粒子的偏聚和形变热效应，导致该区域温度过高，产生局部过热，在其后的晶粒长大过程中，晶粒之间通过聚集再结晶而形成了片状的大粗晶。另外通过7B04铝合金的镦粗实验发现，该合金在温度高于490℃、等效应变大于0.85的条件下变形时将会出现粗晶。最后，通过数值模拟对该锻件的锻造工艺进行优化。研究结果表明，将该锻件模锻时每次锤击的能量降低为100KJ（即额定能量的80%），或者将下模相应圆角由R10修改为R15后，成形时筋根部的金属流动更符合流线要求;且降低了该部位金属的温度，能有效防止该锻件穿流和粗晶缺陷的产生。

关键词：铝合金锻造有限元模拟穿流粗晶工艺优化

Ti-4Al-1.5Mn合金高温应力松弛本构模型及应用验证

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稀有金属材料与工程 2021年第3期50卷 829-834页

作者：邓同生李尚梁雅倩孙露张瀚韬江西理工大学材料冶金化学学部江西赣州341000

研究了Ti-4Al-1.5Mn合金在500~700℃的应力松弛特性,首先在蠕变试验机上开展了该合金500、600和700℃条件下的松弛试验,基于松弛数据分别建了双曲正弦和时间硬化两类本构模型,并对模型的预测精度进行了预测。随后把2类本构模型应用于ABA... 详细信息

研究了Ti-4Al-1.5Mn合金在500~700℃的应力松弛特性,首先在蠕变试验机上开展了该合金500、600和700℃条件下的松弛试验,基于松弛数据分别建了双曲正弦和时间硬化两类本构模型,并对模型的预测精度进行了预测。随后把2类本构模型应用于ABAQUS软件对板材V形弯曲过程进行了仿真分析。结果表明,应力松弛的影响因素主要有温度和时间,松弛过程可以分为2个阶段,第1阶段应力快速下降,第2阶段缓慢下降并逐渐稳定于松弛极限。双曲正弦和时间硬化模型均可以对松弛过程进行较准确地预测,V形弯曲后回弹结果表明双曲正弦比时间硬化模型具有更高的预测精度。研究结果对利用应力松弛进行精确成形的工艺设计具有指导意义。

关键词：钛合金应力松弛本构模型有限元模拟 V形弯曲

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TA15钛合金喷丸强化

塑性工程学报 2012年第3期19卷 76-78页

作者：季秀升李小强邓同生沈阳飞机工业(集团)有限公司工艺研究所沈阳110850 北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191

为研究喷丸工艺对钛合金材料的强化效果,对TA15钛合金进行喷丸强化实验,并分别在手持式粗糙度仪和液压伺服疲劳试验机上测试了材料强化后的疲劳寿命及表面粗糙度。研究发现,喷丸强化能提高TA15钛合金的疲劳寿命,在弹丸S280、喷丸强度0.1... 详细信息

为研究喷丸工艺对钛合金材料的强化效果,对TA15钛合金进行喷丸强化实验,并分别在手持式粗糙度仪和液压伺服疲劳试验机上测试了材料强化后的疲劳寿命及表面粗糙度。研究发现,喷丸强化能提高TA15钛合金的疲劳寿命,在弹丸S280、喷丸强度0.15mmA～0.2mmA条件下,可获得相对最好的疲劳性能。强化后的试样表面粗糙度与疲劳寿命的关系表明,较好的表面粗糙度可以获得较高的疲劳寿命,说明表面粗糙度是影响TA15钛合金材料疲劳寿命的因素之一。研究结果对TA15钛合金材料的喷丸强化工艺设计,具有指导作用。

关键词：钛合金喷丸强化疲劳强度表面粗糙度

BFe10-1-1铜管扩径拉拔形变分析及其力能预测

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塑性工程学报 2021年第2期28卷 117-124页

作者：邓同生李尚李升燕苟伟赵鸿金江西理工大学材料冶金化学学部江西赣州341000

为研究实际生产中大口径铜管的扩径拉拔工艺,基于等比例缩小原则,通过理论解析、有限元仿真和实验验证3种途径对BFe10-1-1铜管扩径拉拔的形变规律及扩径力进行研究,探讨了关键工艺参数对扩径过程的影响规律。结果表明:扩径力随扩径系数... 详细信息

为研究实际生产中大口径铜管的扩径拉拔工艺,基于等比例缩小原则,通过理论解析、有限元仿真和实验验证3种途径对BFe10-1-1铜管扩径拉拔的形变规律及扩径力进行研究,探讨了关键工艺参数对扩径过程的影响规律。结果表明:扩径力随扩径系数、管材壁厚和摩擦系数的增大而增大,随模芯半锥角的增大先减小后增大,在模芯半锥角为12°左右时可获得最小扩径力。理论和有限元预测的扩径力与实测值吻合良好,当扩径系数为1.1时,压入扩口时的扩径力理论和有限元预测值与实验值的相对误差分别为4.1%和0.8%,拉伸扩径时的扩径力理论和有限元预测值与实验值的相对误差分别为3.3%和4.4%。

关键词：铜管扩径拉拔理论解析数值模拟力能预测

基于最大m值法的TC4钛合金应变诱发超塑性变形工艺

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机械工程材料 2011年第6期35卷 45-48页

作者：夏春林王高潮邓同生李娟徐雪峰孙前江南昌航空大学航空制造工程学院南昌330063

采用基于最大m值法的应变诱发超塑性工艺,研究了TC4钛合金在850～950℃和预应变量为1.2～2.0时的超塑性变形特征,以确定其最佳工艺参数。结果表明:在预应变量相同的条件下,随着温度的升高,合金的伸长率下降;超塑性变形后其内部发生了明... 详细信息

采用基于最大m值法的应变诱发超塑性工艺,研究了TC4钛合金在850～950℃和预应变量为1.2～2.0时的超塑性变形特征,以确定其最佳工艺参数。结果表明:在预应变量相同的条件下,随着温度的升高,合金的伸长率下降;超塑性变形后其内部发生了明显的动态再结晶,温度越高,晶粒越粗大;最佳的工艺参数为变形温度850℃和预应变量1.5,可获得2147%的伸长率。

关键词： TC4钛合金应变诱发超塑性预应变

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蚕茧公证检验试点工作简况

北方蚕业 1987年第1期 34-35页

作者：王轩,邓同生陕西省蚕桑研究所

近年来我省在蚕茧交易中,由于检验制度的不健全,人为造成价格不稳定,影响了蚕农的生产积极性。丝厂和茧站也因没有公证检验单位而经常发生矛盾,造成部分蚕茧流向外省,几个丝厂又从其它省进购蚕茧。这种状况直接阻碍着我省蚕桑生产和制... 详细信息

近年来我省在蚕茧交易中,由于检验制度的不健全,人为造成价格不稳定,影响了蚕农的生产积极性。丝厂和茧站也因没有公证检验单位而经常发生矛盾,造成部分蚕茧流向外省,几个丝厂又从其它省进购蚕茧。这种状况直接阻碍着我省蚕桑生产和制丝工业的发展。在4月中旬的省蚕茧收烘工作会议上,把上述问题列入了专题讨沦,最后决定1986年在关中、商洛等地试行蚕茧公证检验。省纺织品进出口公司推荐我所具体承担这一工作。一年来,经我们检验的十

关键词：公证检验商洛外贸鉴定检验贸易蚕茧茧站

生源多样化背景下研究生创新思维培养模式研究

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科技与创新 2020年第17期 45-46,49页

作者：邓同生秦镜欧平江西理工大学材料冶金化学学部江西赣州341000

近年来,硕士研究生生源多样化越来越明显,不同学生的专业结构及能力水平差异很大。针对研究生生源专业多样化的现实背景,以"材料工程导论"课程为试点,以创新思维与能力培养为目标,充分挖掘学生的学习积极性,在专业知识教学的基础上,更... 详细信息

近年来,硕士研究生生源多样化越来越明显,不同学生的专业结构及能力水平差异很大。针对研究生生源专业多样化的现实背景,以"材料工程导论"课程为试点,以创新思维与能力培养为目标,充分挖掘学生的学习积极性,在专业知识教学的基础上,更加注重培养其创新方面的思维与能力,从而适应不同专业背景学生的研究生阶段学习需求。

关键词：创新思维教学资源考核体系培养模式

时效处理对稀土钪微合金化钛合金组织与性能的影响

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金属热处理 2022年第7期47卷 40-46页

作者：钟修杨邓同生朱志云李尚钟明郭涛江西理工大学材料冶金化学学部江西赣州341000

为提高钛合金在高温下的服役寿命,开展了稀土钪微合金化钛合金材料高温蠕变试验研究。将Ti64-0.25Si-xSc(x=0,0.3)合金在950℃×0.5 h,AC固溶后,分别在不同的温度和时间下时效,对合金的维氏硬度和高温抗蠕变性能进行测试,将蠕变曲线按... 详细信息

为提高钛合金在高温下的服役寿命,开展了稀土钪微合金化钛合金材料高温蠕变试验研究。将Ti64-0.25Si-xSc(x=0,0.3)合金在950℃×0.5 h,AC固溶后,分别在不同的温度和时间下时效,对合金的维氏硬度和高温抗蠕变性能进行测试,将蠕变曲线按时间硬化蠕变模型ε=Aσ^(n)t^(m)拟合,借助OM、TEM表征分析合金的微观组织演变。结果表明,合金在510℃下时效6 h的蠕变性能最为优异,加入稀土钪可以抑制晶粒的长大,改变晶粒的取向,促进网篮组织的形成,在合金中形成的Sc_(2)O_(3)可以净化基体,对提高钛合金的高温抗蠕变性能有着明显的作用。合金微观结构中存在大量的位错相互作用,堆积缠绕,合金的蠕变机制主要是位错的滑移。

关键词：稀土钪钛合金组织维氏硬度高温蠕变