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地铁构架垂向载荷与振动加速度特征关系研究

机械工程学报 2024年

作者：吴养民任尊松李俊杰杨广雪董磊陈晓峰北京交通大学机械与电子控制工程学院中车长春轨道客车股份有限公司中车株洲电力机车有限公司

地铁构架承受多源载荷引起构架损伤，台架试验评估损伤需要获得构架真实服役载荷，采用测力构架法识别构架真实服役载荷目前已经取得阶段性进展。但是，测力构架法较为复杂，需要大量前期准备工作，如确定载荷识别点、黏贴应变计、标定... 详细信息

地铁构架承受多源载荷引起构架损伤，台架试验评估损伤需要获得构架真实服役载荷，采用测力构架法识别构架真实服役载荷目前已经取得阶段性进展。但是，测力构架法较为复杂，需要大量前期准备工作，如确定载荷识别点、黏贴应变计、标定桥路系数以及封装测力构架等。实际上，构架承受的载荷与其振动加速度密切相关。以某型地铁构架为研究对象，通过实际线路测试垂向载荷和振动加速度，对比分析两种信号的时频域相关性、特征值分布规律以及谱相似性等，建立构架垂向载荷与振动加速度之间的谱关系，基于等损伤原则验证通过振动加速度建立垂向载荷谱的有效性。研究结果表明，不同服役环境下，两类信号时频域振动趋势基本一致，在构架自振频率和低阶弹性模态频率处振动反馈一致，时域内呈强相关，主频范围内高度相干。两类信号值分布范围大致相同且概率密度分布曲线峰部形态具有高度一致性。在两类信号谱形状高度相似的前提下，引入幅值放大系数和谱长度变异系数建立谱关系，以此获得的等效载荷与实测等效载荷的比值介于1.06～1.25，满足构架疲劳评估要求。研究工作对地铁构架载荷谱建立具有重要的工程意义。

关键词：地铁构架载荷加速度谱关系等效载荷

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多向运动寄生载荷分量对称重传感输出的影响

吉林大学学报(工学版) 2024年

作者：郭贵勇钟剑锋张秋坤蔡宝杰福州大学机械工程及自动化学院福州大学福建省太赫兹功能器件与智能传感重点实验室福建省计量科学研究院建设与交通计量研究所福建省力值计量测试重点实验室国家市场监管重点实验室(力值计量测试)

针对多向运动寄生载荷分量对称重传感输出的影响很大，提出了基于整体结构的变参数、多分量的输出影响评估方法，建立了“应变-总重-运动”瞬时特征的数学理论模型并通过有限元仿真分析，探讨了称重过程中常见的横向、纵向及绕轴旋转等... 详细信息

针对多向运动寄生载荷分量对称重传感输出的影响很大，提出了基于整体结构的变参数、多分量的输出影响评估方法，建立了“应变-总重-运动”瞬时特征的数学理论模型并通过有限元仿真分析，探讨了称重过程中常见的横向、纵向及绕轴旋转等多向运动特性，以及改变总重、旋转速度和角加速度等寄生载荷分量对输出的影响，通过实验测试验证理论模型及仿真分析规律的合理性。结果表明，横向运动寄生载荷分量对输出影响最小，最大偏差不大于0.001%FS（Full Scale）；其次为纵向运动，最大偏差不大于0.015%FS；而绕轴旋转的运动寄生载荷分量对输出影响最大，最大偏差可达0.5%FS，且随着总重、旋转速度的变化而变化，该规律为称重传感结构的动态称重应用提供了精度补偿技术支撑和科学评价依据。

关键词：测试计量技术及仪器称重传感器称重传感结构多向运动旋转应变载荷

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2 MW风热机组载荷特性仿真分析

工程热物理学报 2024年第7期 1941-1948页

作者：徐飞孙香宇李彬晔曾嘉俊刘茜钟晓晖石可重李庆安中国科学院工程热物理研究所中国科学院风能利用重点实验室中国科学院大学中国科学院洁净能源创新研究院

风热机组是风能热利用的主要形式之一，压缩机特性和控制策略的改变会造成其载荷有别于风电机组，为了探究两者载荷特性的异同，本文以2 MW风电机组为基本模型，在GH Bladed中通过修改模型中电机参数和控制策略，得到实际运行的风热机... 详细信息

风热机组是风能热利用的主要形式之一，压缩机特性和控制策略的改变会造成其载荷有别于风电机组，为了探究两者载荷特性的异同，本文以2 MW风电机组为基本模型，在GH Bladed中通过修改模型中电机参数和控制策略，得到实际运行的风热机组的模型。通过与风电机组对比，得出风热机组在叶片y方向、轮毂和塔架y以及z方向的力矩都有所减小的结论，为风热机组叶片等部件的强度校核提供了参考。

关键词：风热机组控制载荷

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载荷对非晶碳基薄膜腐蚀磨损性能的影响

材料保护 2024年第6期57卷 74-80页

作者：员朝鑫王向谦刘斌强进谢明玲甘肃省科学院传感技术研究所甘肃兰州730000

腐蚀环境条件下的动力件经受腐蚀和磨损的双重损伤,载荷的往复作用使得金属表面的钝化层失去作用而加速损伤,非晶碳基薄膜在腐蚀和摩擦领域展现出优异的防护性能。为了研究载荷对非晶碳基薄膜腐蚀磨损性能的影响,明确各个损失分量随载... 详细信息

腐蚀环境条件下的动力件经受腐蚀和磨损的双重损伤,载荷的往复作用使得金属表面的钝化层失去作用而加速损伤,非晶碳基薄膜在腐蚀和摩擦领域展现出优异的防护性能。为了研究载荷对非晶碳基薄膜腐蚀磨损性能的影响,明确各个损失分量随载荷的变化关系,采用磁控溅射在304不锈钢表面制备了a-C薄膜、a-C:Cr薄膜和a-C:Si薄膜,通过动电位极化测试3种薄膜在5.0 mol/L HNO_(3)条件下的静态腐蚀行为,同时结合3种薄膜在去离子水和5.0 mol/L HNO_(3)环境下的不同载荷作用的磨损量,分析研究了载荷对腐蚀摩擦过程中各个分量的影响。结果表明:Si掺杂使a-C薄膜的腐蚀电流密度从1.11×10^(-6 )A/cm^(2)降低至3.96×10^(-7 )A/cm^(2),Cr掺杂后腐蚀电流密度略微降低;随着载荷的增加3种薄膜的腐蚀损伤分量降低,机械磨损分量相应增加,对应的腐蚀-磨损交互作用对薄膜的损伤作用减弱。

关键词：非晶碳基薄膜腐蚀摩擦腐蚀磨损载荷硝酸

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水下聚能金属射流载荷特性及毁伤效应研究

舰船科学技术 2024年第1期46卷 15-20页

作者：姬祥明付仁张梁哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001

为研究水下接触爆炸产生的金属射流载荷及其对双层水间隔板的损伤特性。使用耦合欧拉-拉格朗日方法,通过改变圆锥型金属罩的锥角,研究锥角对聚能射流速度的影响。改变金属罩的形状,得到不同类型的聚能侵彻体,在水下模拟其对双层靶板的... 详细信息

为研究水下接触爆炸产生的金属射流载荷及其对双层水间隔板的损伤特性。使用耦合欧拉-拉格朗日方法,通过改变圆锥型金属罩的锥角,研究锥角对聚能射流速度的影响。改变金属罩的形状,得到不同类型的聚能侵彻体,在水下模拟其对双层靶板的毁伤作用。不同的锥角影响聚能射流的作用强度,锥角为90°的金属盖能形成最佳射流形状和最大射流速度,穿透效果最好;而不同的聚能侵彻体对靶板造成的损伤各不相同,聚能射流有更强的穿透力,而爆炸成型弹丸造成更大的毁伤面积。通过改变金属罩的形状,可获得不同类型的穿透体,能够适应复杂多变的海洋和损伤要求。该研究可为水下武器的研制和潜艇的防爆、抗冲击和防护提供参考。

关键词：水下爆炸金属射流耦合欧拉-拉格朗日方法载荷毁伤效应

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载荷对中锰钢耐磨性能的影响

河北冶金 2024年第1期 38-40,68页

作者：刘占礼刘洪波李民车晓锐宋月河钢材料技术研究院河北石家庄050023

采用UMT TriboLab摩擦磨损仪测试了冶炼工艺流程为电炉-精炼-模铸-粗轧-精轧-控冷-成品的中锰耐磨钢在不同载荷下的摩擦磨损性能,并利用白光干涉仪定量表征了摩擦磨损后样品表面磨痕的形貌,测量了摩擦断面的深度曲线。结果表明:随着试... 详细信息

采用UMT TriboLab摩擦磨损仪测试了冶炼工艺流程为电炉-精炼-模铸-粗轧-精轧-控冷-成品的中锰耐磨钢在不同载荷下的摩擦磨损性能,并利用白光干涉仪定量表征了摩擦磨损后样品表面磨痕的形貌,测量了摩擦断面的深度曲线。结果表明:随着试验载荷的增加,摩擦系数呈先升高后降低的变化规律,当载荷达到30 N时,摩擦系数达到最高值0.82;当载荷压力较小时(10 N),随着时间的延长,摩擦系数呈现逐渐变小的趋势;磨痕深度随着载荷的增加而增加,但与载荷增加不呈线性关系,载荷为10~30 N时磨痕深度显著增加,当载荷超过30 N后,磨痕深度的增加值逐渐减小,磨痕深度增加值不随载荷的增加而增加,呈现先升高后降低的现象,说明增加载荷后摩擦磨损机制发生了改变;不同载荷下磨痕的三维形貌分析结果表明,当载荷较小时,其磨损形式为梨沟磨损,其磨损机制为磨粒磨损,当载荷增加时,磨损形式为沟槽磨损,磨损机制转变为黏着磨损。

关键词：中锰钢耐磨性载荷摩擦系数磨痕磨损机制

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页岩油气井复杂压裂工况下套管载荷研究

石油管材与仪器 2024年第3期10卷 25-32,I0004页

作者：马文海曹婧黄伟明苏展飞刘向斌韩礼红杨尚谕中国石油大庆油田有限责任公司采油工艺研究院黑龙江大庆163453 中国石油集团工程材料研究院有限公司油气钻采输送装备全国重点实验室陕西西安710077

页岩油气井多级压裂过程中井筒温度变化剧烈及井筒内压频繁交替升降,导致其水平段套管处于复杂的力学环境中,该部位的套管容易出现变形。建立了包括温度效应的套管应力分布有限元模型,计算分析了油气井多级压裂过程中井筒温度变化趋势... 详细信息

页岩油气井多级压裂过程中井筒温度变化剧烈及井筒内压频繁交替升降,导致其水平段套管处于复杂的力学环境中,该部位的套管容易出现变形。建立了包括温度效应的套管应力分布有限元模型,计算分析了油气井多级压裂过程中井筒温度变化趋势及对井筒受力的影响,确定了多级压裂过程中套管承受的应力变化规律。对SY1井多级压裂过程中井筒温度变化趋势及套管承受的应力等进行了计算分析。结果表明,一次压裂过程中井筒内温度由147℃下降至77℃,在120 min的压裂过程中,在500 s内温度由77℃快速上升至140℃,然后缓慢上升至145℃。温度效应模型中套管承受的Mises应力随多级压裂级数的增加呈现增大的趋势(压裂压力+热效应),在43.18 h后达到最大值,套管内壁和外壁承受的Mises应力分别为457.7 MPa和417.79 MPa,该内壁应力比无温度效应条件下套管内壁承受的应力增加了24.72%。因此,对复杂压裂工况下的套管强度进行设计时,应分析井筒内温度效应对套管承受的应力的影响。

关键词：页岩油气压裂套管温度压力载荷

载荷对L80-13Cr不锈钢在MgCl_(2)溶液中腐蚀行为的影响

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全面腐蚀控制 2024年第6期38卷 157-161页

作者：孔学云陈杰包陈义李宝龙刘华伟王月中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司天津300452

L80-13Cr不锈钢在含氯介质中常发生不同程度的腐蚀。我们评估了载荷对L80-13Cr不锈钢腐蚀敏感性的影响规律,并探讨了该现象的成因。我们通过体视显微镜、金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪研究了在Cl-浓度为5000mg/L的MgCl_(2)溶液中... 详细信息

L80-13Cr不锈钢在含氯介质中常发生不同程度的腐蚀。我们评估了载荷对L80-13Cr不锈钢腐蚀敏感性的影响规律,并探讨了该现象的成因。我们通过体视显微镜、金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪研究了在Cl-浓度为5000mg/L的MgCl_(2)溶液中载荷对L80-13Cr不锈钢腐蚀行为的影响。结果显示,载荷的增加加速了试样的腐蚀现象:随着载荷增加,在相同条件下试样表面出现更多的腐蚀位点和腐蚀坑,并且腐蚀区域扩大。同时,试样表面出现更多细小的腐蚀产物颗粒和微裂纹,腐蚀产物由Fe_(2)O_(3)转变为FeS_(2)和NiO。去除腐蚀产物后,试样表面腐蚀坑密集且面积增大,从截面观察到受载荷大的样品的表面粗糙度增加。

关键词： L80-13Cr不锈钢载荷腐蚀坑微裂纹

基于载荷数字化和运动学复现的转向系统强度试验方法研究

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上海汽车 2024年第4期 47-53页

作者：陈阳上汽大众汽车有限公司上海201805

介绍了转向系统载荷分布的特点,基于数字化的方法建立了载荷数字化模型,通过对比分析数字化模型和整车实测载荷的差异,验证了数字化模型替代整车实测载荷的效果。参考整车主销和转向节的概念重新设计了转向系统试验台架,通过多体动态仿... 详细信息

介绍了转向系统载荷分布的特点,基于数字化的方法建立了载荷数字化模型,通过对比分析数字化模型和整车实测载荷的差异,验证了数字化模型替代整车实测载荷的效果。参考整车主销和转向节的概念重新设计了转向系统试验台架,通过多体动态仿真验证了试验台架能够复现整车运动学,通过载荷对比分析验证了试验台架能够复现整车载荷。该方法的应用使台架试验完成了对路试的替代,节约了大量开发费用,缩减了开发和认可周期。

关键词：转向系统载荷数字化运动学复现台架试验