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典型工况下含点蚀7075铝合金疲劳失效行为研究

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典型工况下含点蚀7075铝合金疲劳失效行为研究

作者：孙力顺中国民航大学

学位级别：硕士

航空铝合金因强度高、延展性好被广泛应用于机翼蒙皮、长桁等飞机结构。在服役过程中,铝合金结构容易遭受环境引发的腐蚀损伤,且常承受疲劳载荷作用。因此,深入认识预腐蚀铝合金在不同工况下的疲劳失效行为,对于飞机飞行安全和寿命延长... 详细信息

航空铝合金因强度高、延展性好被广泛应用于机翼蒙皮、长桁等飞机结构。在服役过程中,铝合金结构容易遭受环境引发的腐蚀损伤,且常承受疲劳载荷作用。因此,深入认识预腐蚀铝合金在不同工况下的疲劳失效行为,对于飞机飞行安全和寿命延长具有重要意义。本文开展典型工况下预腐蚀铝合金疲劳失效行为的实验研究。首先,进行了含点蚀7075-T651铝合金的单轴疲劳实验。利用三维数字图像相关(3D-DIC)方法观测试件的疲劳损伤演化过程,结合应变场云图、损伤严重程度曲线、裂纹扩展长度曲线描述材料损伤累积、宏观裂纹形核和扩展;基于扫描电子显微镜(SEM)断口观测,分析材料失效机理。实验结果表明,腐蚀坑诱导了多裂纹萌生,且其形核位置、数量各异,多数宏观裂纹形核于蚀坑口部,部分位于侧壁及底部。总结了4种典型微裂纹萌生形式,即蚀坑底部与蚀坑局部腐蚀特征(隧道、微凹坑及突起形貌),其机理分别为蚀坑宏观形貌引起的应力集中及附近材料微结构缺陷的共同作用、蚀坑局部腐蚀特征引起的局部应力/应变集中。微凹坑与隧道导致了大多数微裂纹的萌生(分别占统计总数的42%与34%)。其次,开展了含点蚀7075-T651铝合金的腐蚀疲劳实验,结合3D-DIC与SEM分析材料裂纹萌生与扩展行为。实验结果显示,预制腐蚀坑仍是腐蚀疲劳失效的主要原因,腐蚀环境促进裂纹萌生,阻碍裂纹的扩展。相比空气环境,较多微裂纹(29.5%)表现为新萌生形式,即皲裂特征处,存在腐蚀引起的材料脆化现象;裂纹扩展长度曲线显示低应力幅下裂纹扩展明显较慢,归因于腐蚀环境引起的裂纹的闭合效应与尖端钝化。最后,采用3D-DIC、SEM、透射电镜(TEM)及电子背散射衍射(EBSD)的组合分析,研究了含点蚀7075-T6铝合金的拉-扭疲劳失效行为。实验结果显示,多数宏观裂纹形核于蚀坑侧壁,部分位于口部及底部。微裂纹数量随应力幅比增加而增加,与等效应力幅无关。相比单轴疲劳,发现2种新的微裂纹萌生形式,即蚀坑侧壁不连续表面(54%)与蚀坑亚表面,其机理分别对应于滑移带形成与位错堆积,且仅在纯扭加载下观察到微裂纹形核于蚀坑亚表面。金相组织的局部取向差容易引发疲劳裂纹萌生。

关键词：点蚀铝合金典型工况疲劳损伤演化裂纹萌生机制

典型服役工况对高铁轴箱轴承疲劳损伤的影响度研究

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铁道机车车辆 2022年第2期42卷 1-7页

作者：潘碧琳杨兴宽赵方伟中国铁道科学研究院研究生部北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所北京100081

典型服役工况是引起高铁车辆核心安全部件轴箱轴承疲劳损伤的关键外部因素,探究不同典型服役工况对轴承疲劳损伤的影响度是保证高铁运行安全亟待解决的问题。为解决该问题,在服役条件下测得高铁典型服役工况的载荷数据,编制轴承载荷谱,... 详细信息

典型服役工况是引起高铁车辆核心安全部件轴箱轴承疲劳损伤的关键外部因素,探究不同典型服役工况对轴承疲劳损伤的影响度是保证高铁运行安全亟待解决的问题。为解决该问题,在服役条件下测得高铁典型服役工况的载荷数据,编制轴承载荷谱,利用有限元法得到应力谱,并计算等效当量载荷。结合疲劳损伤累积理论,计算得到4种典型工况下每公里及本次试验中轴承疲劳损伤值及疲劳损伤贡献度,分析了4种典型服役工况对轴承疲劳损伤的影响。结果表明,本线路中正常工况对轴承疲劳损伤贡献度最大;单位里程道岔工况对轴承疲劳损伤贡献度最大,且远大于其他工况,其次依次为小曲线工况、振动冲击工况和正常工况;就载荷对疲劳损伤影响度而言,道岔工况对疲劳损伤影响度最大。研究成果将为高速列车修程修制优化提供参考。

关键词：疲劳损伤影响度典型工况轴箱轴承高铁

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典型工况下填方路基稳定安全系数取值探讨

中国公路学报 2014年第4期27卷 16-23页

作者：邓卫东陈永红李聪招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆400067 重庆市市政设计研究院重庆400015

针对现行相关规范填方路基稳定安全系数与所处正常工况、暴雨或连续降雨工况、地震荷载作用工况这3种典型工况不相匹配的问题,通过算例和相关规范稳定安全系数取值分析,对填方路基稳定安全系数取值进行了探讨,提出3种典型工况条件下,基... 详细信息

针对现行相关规范填方路基稳定安全系数与所处正常工况、暴雨或连续降雨工况、地震荷载作用工况这3种典型工况不相匹配的问题,通过算例和相关规范稳定安全系数取值分析,对填方路基稳定安全系数取值进行了探讨,提出3种典型工况条件下,基于简化毕肖普法的路基稳定安全系数建议值。研究结果表明：不同等级公路在正常工况、暴雨或连续降雨工况、地震荷载作用工况这3种典型工况下,路基稳定安全系数取值分别为1.3~1.35,1.15~1.25,1.10~1.20。

关键词：道路工程安全系数简化毕肖普法路基稳定性典型工况

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柴油机典型工况的电控喷油器多次喷射分配

汽车工程 2020年第2期42卷 157-163,177页

作者：王军金毅张幽彤丁小亮韩树陆军装甲兵学院车辆工程系北京100072 北京理工大学机械与车辆学院北京100081

为提高柴油机节能减排的效果,简要分析了多次喷射形式及其作用,依据车辆在不同路况运行,确定了车辆对应的6种柴油机典型工况。提出了基于工况排放值约束的多次喷射分配方法,采用工况排放分摊率确定典型工况的排放限值,进行喷射次数和变... 详细信息

为提高柴油机节能减排的效果,简要分析了多次喷射形式及其作用,依据车辆在不同路况运行,确定了车辆对应的6种柴油机典型工况。提出了基于工况排放值约束的多次喷射分配方法,采用工况排放分摊率确定典型工况的排放限值,进行喷射次数和变化喷射组合寻优,最后结合4JB1高压共轨柴油机台架试验,以氮氧化物和烟度为衡量参数,兼顾燃油消耗率的变化,分析不同喷射组合对柴油机排放的影响。结果表明:怠速工况和中速大负荷工况宜用2次喷射,低速小负荷工况和中速中负荷工况宜用3次喷射,中速小负荷工况宜用4次喷射,高速大负荷工况宜用1次喷射,说明基于工况排放值约束的多次喷射分配方法是有效的。

关键词：柴油机喷油器典型工况多次喷射分配

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无人机输电线路自主摄像技术研究

江西电力 2024年第2期48卷 24-30页

作者：王超魏良才张振国网山东省电力公司青岛供电公司山东青岛266001

分析了现场风速、光照环境、塔型结构、拍摄距离和角度等典型工况条件对巡检图像质量的影响,研究提出基于飞控反馈调节的自适应拍摄技术,实现了任务设备成像精准控制与自适应拍摄。试验结果表明,采用设计的通信协议,飞控系统与挂载检测... 详细信息

分析了现场风速、光照环境、塔型结构、拍摄距离和角度等典型工况条件对巡检图像质量的影响,研究提出基于飞控反馈调节的自适应拍摄技术,实现了任务设备成像精准控制与自适应拍摄。试验结果表明,采用设计的通信协议,飞控系统与挂载检测算法模块进行数据通信交互,可以控制拍摄位置、焦距和成像角度等,并可以实现实时的参数反馈调整,最终的图像拍摄质量能满足要求。

关键词：无人机输电线路自主摄像典型工况

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搅拌摩擦焊机器人典型工况下的受载分析

吉林大学学报（工学版） 2015年第3期45卷 884-891页

作者：骆海涛周维佳王洪光武加锋中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室沈阳110016 中国科学院大学沈阳自动化研究所北京100049

以最新研制的搅拌摩擦焊机器人为例,建立了一套针对于大型重载高精度设备的结构设计分析流程。为了提高机器人的焊接精度和评估重要零部件的力学性能,建立了搅拌头的力学模型,并进行了焊接过程的数值仿真,精确地模拟了机器人在5种典型... 详细信息

以最新研制的搅拌摩擦焊机器人为例,建立了一套针对于大型重载高精度设备的结构设计分析流程。为了提高机器人的焊接精度和评估重要零部件的力学性能,建立了搅拌头的力学模型,并进行了焊接过程的数值仿真,精确地模拟了机器人在5种典型工况下的受载状态,获得了整机刚度和强度的结果数据,最终有效地指导了整个机器人的结构设计。结论表明:搅拌摩擦焊机器人在最恶劣构型瓜瓣焊工况下刚度性能良好,各主要功能元器件安全可靠,整机的刚度性能能够满足给定的焊接指标,为整机的轻量化设计和力学性能优化创造了条件。

关键词：专用机械工程搅拌摩擦焊机器人典型工况刚度强度数值模拟

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大功率船用柴油机主轴承典型工况润滑性能分析

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内燃机工程 2015年第5期36卷 128-133页

作者：赵秀栩黄安健胡志祥杜凡谭少伟武汉理工大学机电工程学院武汉430070 中国汽车技术研究中心天津300300 广东韶配动力机械有限公司韶关512023

以9G32型大功率船用柴油机主轴承为研究对象,分别对比分析了全负荷不同转速工况下和相同转速不同负荷率工况下的各主轴承负荷、最小油膜厚度、最大油膜压力,然后选择了其中的典型工况针对润滑性能最为恶劣的第7主轴承,对轴承负荷及润滑... 详细信息

以9G32型大功率船用柴油机主轴承为研究对象,分别对比分析了全负荷不同转速工况下和相同转速不同负荷率工况下的各主轴承负荷、最小油膜厚度、最大油膜压力,然后选择了其中的典型工况针对润滑性能最为恶劣的第7主轴承,对轴承负荷及润滑性能进行了详细分析。分析结果表明:在最低转速和全负荷工况下,在曲柄转角的一个特定范围内,受载最大的第7主轴承的最小油膜厚度会小于许用值;同时,大功率低中速船用柴油机主轴承在低间隙、薄油膜的恶劣工况下的时间远远大于普通的高速柴油机,这些因素是使大功率低中速柴油机主轴承易发生疲劳失效和使用寿命变短的主要原因。

关键词：内燃机大功率船用柴油机主轴承典型工况润滑性能分析

基于典型工况的装载机发动机与液力变矩器匹配

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农业工程学报 2015年第7期31卷 80-84页

作者：徐礼超侯学明淮阴工学院淮安223003 江苏大学汽车与交通工程学院镇江212013

针对目前发动机与液力变矩器常用匹配方案中发动机净转矩获取方法的不足,为实现发动机与液力变矩器更科学、合理的匹配,构建了装载机液压测试系统,对传感器性能进行了标定。在典型工况下开展了实机试验,应用nSoft软件对测试数据进行处理... 详细信息

针对目前发动机与液力变矩器常用匹配方案中发动机净转矩获取方法的不足,为实现发动机与液力变矩器更科学、合理的匹配,构建了装载机液压测试系统,对传感器性能进行了标定。在典型工况下开展了实机试验,应用nSoft软件对测试数据进行处理,得到液压系统实际消耗的发动机转矩为288.76 N·m,进而提出了一种基于典型工况的发动机与液力变矩器匹配方案。根据试验用装载机发动机与液力变矩器原始特性数据,应用数据拟合方法,得到了发动机与变矩器的共同输入与输出特性。采用积分平均方法求取了涡轮工作高效区涡轮轴平均输出功率和发动机平均油耗率。在变矩器高效区,试验功率匹配方案的涡轮轴平均输出功率分别比原匹配方案、部分功率匹配方案高17.02%和42.59%,试验功率匹配方案的发动机平均油耗率分别比原匹配方案、部分功率匹配方案低3.80%和8.72%。结果表明文中提出的匹配方案优于目前常用的匹配方案。该研究为液力变矩器的优化设计、发动机与液力变矩器合理匹配提供了参考。

关键词：装载机发动机载荷典型工况数据处理液力变矩器功率匹配

基于有限元的高位举升自装卸式垃圾车结构性能分析

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专用汽车 2024年第5期 48-54页

作者：蔡卿海沃机械(中国)有限公司江苏扬州225002

随着国家对垃圾分类、收集、压缩、称重、转运、处理等各环节的重视,市场亟需一款安全稳定的高位举升自装卸式垃圾车。为了使垃圾车能保证在工作过程中可靠收运,实现全生命周期的结构稳定性,利用有限元分析软件ANSYS Workbench对垃圾车... 详细信息

随着国家对垃圾分类、收集、压缩、称重、转运、处理等各环节的重视,市场亟需一款安全稳定的高位举升自装卸式垃圾车。为了使垃圾车能保证在工作过程中可靠收运,实现全生命周期的结构稳定性,利用有限元分析软件ANSYS Workbench对垃圾车9个典型工况进行分析,得到应力、应变云图,并由此分析垃圾车结构设计的合理性,研究结论为后续垃圾车结构方案的设计与优化提供理论支持。

关键词：有限元分析高位举升自装卸式垃圾车典型工况