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考虑结构非线性的铁路弹性车轮动态特性研究

中国科学：技术科学 2024年第4期54卷 709-721页

作者：陈兆玮蒲前华龙权明尚婷王峙张军重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074 重庆交通大学交通运输学院重庆400074 重庆市轨道交通(集团)有限公司重庆401120

为研究结构非线性(包括弹性车轮橡胶材料非线性和接触边界非线性)对弹性车轮力学行为的影响,设计静动态试验获得弹性车轮中橡胶材料非线性本构关系并探讨了橡胶黏弹性特性;推导弹性车轮系统中橡胶弹性模量与刚度的转换关系,并确定黏弹... 详细信息

为研究结构非线性(包括弹性车轮橡胶材料非线性和接触边界非线性)对弹性车轮力学行为的影响,设计静动态试验获得弹性车轮中橡胶材料非线性本构关系并探讨了橡胶黏弹性特性;推导弹性车轮系统中橡胶弹性模量与刚度的转换关系,并确定黏弹性橡胶材料的刚度特性;基于橡胶Yeoh本构模型,建立整体车轮、线弹性车轮、考虑材料非线性特性的弹性车轮(以下简称:非线性弹性车轮)以及同时考虑材料与接触非线性特性的弹性车轮(以下简称:接触弹性车轮)等四个动力学模型,研究四种车轮模型在轮轨垂向力激扰下车轮的动态规律,并探明橡胶材料参数对弹性车轮动态特性的影响.研究表明:弹性车轮能有效降低车轮垂向振动;线弹性车轮的端点和中点较之非线性弹性车轮分别最大增加10%和13%的变形量,且橡胶中点变形量小于端点变形量;线弹性车轮较之整体车轮最大能降低17%的垂向振动,非线性弹性车轮较整体车轮最大能降低22%的垂向振动,同时考虑橡胶材料非线性和接触非线性对弹性车轮的动态特性影响不显著;四种车轮振动主频均为3~5, 10以及22 Hz;弹性车轮的振动和变形量随材料硬度增加而增加.

关键词：铁路车辆弹性车轮橡胶非线性特性减振

基于分子动力学的胶粉改性沥青与集料界面黏附性能研究

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公路 2024年第4期69卷 273-279页

作者：张兴宇孟维伟王帅陈永昊中国市政工程华北设计研究总院有限公司天津市300074 陕西省交通规划设计研究院有限公司西安市710061

胶粉改性沥青与集料之间的界面黏附性对沥青路面的耐久性、高温稳定性具有重要影响。基于分子动力学模拟,构建由基质沥青、天然橡胶沥青、顺丁橡胶沥青、丁苯橡胶沥青(15%掺量)与4种矿物组分(石英、方解石、钠长石、微斜长石)两两组成... 详细信息

胶粉改性沥青与集料之间的界面黏附性对沥青路面的耐久性、高温稳定性具有重要影响。基于分子动力学模拟,构建由基质沥青、天然橡胶沥青、顺丁橡胶沥青、丁苯橡胶沥青(15%掺量)与4种矿物组分(石英、方解石、钠长石、微斜长石)两两组成的界面模型,从分子尺度上探究其界面黏附性影响规律。结果表明:常温状态下,集料本身的特性是影响其与沥青黏附性的关键,一般碱性集料优于酸性集料;同为15%掺量的3种胶粉改性沥青对其与矿物之间黏附强度的改善作用排序为顺丁橡胶>丁苯橡胶>天然橡胶;15%顺丁橡胶能显著改善微斜长石与沥青的黏附强度,15%丁苯橡胶能够显著提高方解石与沥青之间的黏附强度;若集料中钠长石含量较高,可通过适当增加沥青用量来提高黏附性。通过分子动力学技术可以更深入探查胶粉沥青与集料的界面作用机制,从而针对性地提出改善橡胶沥青与集料黏结作用的方法,为实际工程应用提供参考。

关键词：胶粉改性沥青分子动力学集料界面黏附性能

TiC对亚共晶高铬铸铁堆焊合金组织及磨损性能的影响

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中国表面工程 2024年第4期37卷 142-150页

作者：马笑晗贺定勇秦志恒王国红许一于金满北京工业大学材料科学与工程学院北京市生态环境材料及其评价工程技术研究中心威海天润金钰新材料科技有限公司

农机触土部件在作业过程中会受到土壤中沙石、杂草、植物的秸秆、根茬及其他有机质物体的磨损和冲击，极易发生失效报废。为解决农机触土部件耐磨性差、使用寿命短等问题，采用药芯焊丝电弧焊的方法在Q235钢基体上进行堆焊，制备含TiC... 详细信息

农机触土部件在作业过程中会受到土壤中沙石、杂草、植物的秸秆、根茬及其他有机质物体的磨损和冲击，极易发生失效报废。为解决农机触土部件耐磨性差、使用寿命短等问题，采用药芯焊丝电弧焊的方法在Q235钢基体上进行堆焊，制备含TiC的亚共晶高铬铸铁堆焊耐磨层。通过金相显微镜、洛氏硬度计、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、MLS-225型湿式橡胶轮磨粒磨损试验机和自制叶轮-滚筒冲击磨损试验装置，分析原位合成TiC和粉芯中直接添加TiC两种方法对亚共晶高铬铸铁堆焊合金微观组织、硬度、抗磨粒磨损性能及抗冲击磨损性能的影响。结果表明：耐磨堆焊合金主要由γ-Fe、α-Fe、M7C3和TiC组成，TiC的加入细化了组织中的先析出奥氏体，使得堆焊层宏观硬度增加，磨粒磨损后共晶碳化物的开裂和剥落现象减少，冲击磨损表面材料的脱落减少，磨损失重降低。TiC可以显著提高堆焊合金的抗磨粒磨损性能和抗冲击磨损性能，其中原位合成方式添加TiC的堆焊层性能更加优异，可为TiC在农机触土部件耐磨涂层中的研究和应用提供参考。

关键词：药芯焊丝亚共晶高铬铸铁磨粒磨损冲击磨损 TiC

高烈度震区大跨径中承式钢箱系杆拱桥减隔震技术研究

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振动与冲击 2024年第6期43卷 141-150,170页

作者：孙建鹏李进斌徐伟超王毅于超西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 中国铁建大桥工程局集团有限公司天津300300 中国启源工程设计研究院有限公司西安710018

为了研究高强度地震作用下大跨径中承式钢箱系杆拱桥地震响应及减隔震技术,以西双版纳黎明大桥为工程背景,选取类似场地的实际地震动记录作为输入地震波,采用非线性时程分析法,研究支座类型及参数变化对拱桥结构的减隔震效果。结果表明... 详细信息

为了研究高强度地震作用下大跨径中承式钢箱系杆拱桥地震响应及减隔震技术,以西双版纳黎明大桥为工程背景,选取类似场地的实际地震动记录作为输入地震波,采用非线性时程分析法,研究支座类型及参数变化对拱桥结构的减隔震效果。结果表明:相比于普通支座,减隔震支座能大幅降低结构内力,但纵向位移有所增加,且摩擦摆支座的减隔震效果要强于铅芯橡胶支座;摩擦摆支座+黏滞阻尼器联合抗震体系能够有效降低纵向和横向位移,进一步能提升桥梁的抗震性能;对联合抗震体系进行参数敏感性分析可知:最佳的参数范围是:摩擦因数为0.04,曲率半径在3 200~4 200 mm,阻尼系数为6 000,阻尼指数在0.2~0.4;在最优抗震体系下,结构位移和内力均显著降低,最大减震率分别达到了75.3%和82.3%,表明该体系大幅提高了拱桥抵抗地震的能力,为同类桥梁减隔震设计提供参考。

关键词：高烈度大跨径中承式钢箱系杆拱桥有限元地震响应减隔震技术摩擦摆支座黏滞阻尼器

直流受端馈入站与近区风电场系统振荡特性分析

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中国电机工程学报 2024年第7期44卷 2685-2698,I0014页

作者：孙康怡李大虎姚伟周泓宇林思齐文劲宇强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 湖北省武汉市430074 国网湖北省电力公司湖北省武汉市430077

随着高压直流输电工程的不断投产,以及风电项目的增多,越来越多的风电场出现在电网换相换流器高压直流输电(line-commutated-converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)受端换流站近区,两者构成的系统存在振荡风险。为此,... 详细信息

随着高压直流输电工程的不断投产,以及风电项目的增多,越来越多的风电场出现在电网换相换流器高压直流输电(line-commutated-converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)受端换流站近区,两者构成的系统存在振荡风险。为此,该文针对直流受端馈入站与近区风电场系统的振荡特性展开研究。首先,建立并验证系统的状态空间模型,基于该模型计算出系统特征值,确定LCC-HVDC与风电场共同参与的振荡主导模式并进行参与因子分析。进一步地,通过对比是否接入LCC-HVDC的主导模式,得到LCC-HVDC的接入会削弱系统阻尼的结论。最后,从系统额定容量、交流系统短路比、风电场并网线路长度等方面探究系统稳定性的影响因素,并分析系统的不同短路比、潮流比对风机网侧换流器(grid-side converter,GSC)外环控制和换流站定电流控制器性能的影响。

关键词：直驱风电场电网换相换流器高压直流输电直流馈入站耦合振荡小信号分析参与因子分析

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沥青路面裂缝治理技术分析——基于橡胶沥青应力吸收层技术的应用

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现代盐化工 2024年第2期51卷 84-86页

作者：徐宏亮李坤太仓市水利工程有限公司江苏太仓215400

在道路工程建设领域,橡胶沥青应力吸收层路面加铺是一项高效、科学、合理的改造技术,通过该技术,可解决旧水泥路面改造中沥青层出现的反射裂缝、水损坏等各类问题。为此,结合具体案例,在旧路面状况调查评价的基础上,提出了不同的设计方... 详细信息

在道路工程建设领域,橡胶沥青应力吸收层路面加铺是一项高效、科学、合理的改造技术,通过该技术,可解决旧水泥路面改造中沥青层出现的反射裂缝、水损坏等各类问题。为此,结合具体案例,在旧路面状况调查评价的基础上,提出了不同的设计方案,最终选择橡胶沥青应力吸收层路面加铺施工,希望能够改善路面性能,延长公路使用寿命。

关键词：橡胶沥青应力吸收层路面改造路况调查

丙二醇/纳米铜锌防腐剂/单宁-硼酸协效改性橡胶木研究

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森林工程 2024年第5期40卷 156-163页

作者：王向军东婉茹许民广东省鹤山市木森木制品有限公司广东鹤山529728 东北林业大学哈尔滨150040

纳米铜锌防腐剂(Micro sized copper zinc compounds,MCZ)改性橡胶木耐腐性能可以达到国家Ⅰ级耐腐标准,但为适应复杂的环境应用,抗流失性和尺寸稳定性还需要进一步提高。使用丙二醇对MCZ进行改性(Propylene glycol-micro sized copper ... 详细信息

纳米铜锌防腐剂(Micro sized copper zinc compounds,MCZ)改性橡胶木耐腐性能可以达到国家Ⅰ级耐腐标准,但为适应复杂的环境应用,抗流失性和尺寸稳定性还需要进一步提高。使用丙二醇对MCZ进行改性(Propylene glycol-micro sized copper zinc compounds,PG-MCZ),再与单宁-硼酸联合对橡胶木进行协效处理。结果表明,当橡胶木浸渍PG-MCZ后再用质量浓度为1%的单宁-硼酸改性,处理材的抗流失性最佳。此时,橡胶木的抗湿胀性和抗干缩性效果最好,尺寸稳定性最佳,虽然加入丙二醇对橡胶木的防腐性有轻微减弱,但是仍然可以达到国家Ⅰ级耐腐标准,并且提高橡胶木的阻燃抑烟性。研究结果对促进环保木材防腐剂的开发利用具有积极作用。

关键词：橡胶木纳米铜锌防腐剂丙二醇单宁-硼酸抗流失性

GIS密封圈老化诊断与寿命预测方法研究现状

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中国电机工程学报 2024年第7期44卷 2927-2944,I0034页

作者：张智敏郝艳捧阳林彭家豪高超周福升郑尧王国利李立浧华南理工大学电力学院广东省广州市510640 南方电网科学研究院有限责任公司广东省广州市510663

作为气体绝缘输变电设备技术领域中的重要部分,现有的气体绝缘金属封闭开关设备(gas-insulated metalenclosed switchgear,GIS)密封圈老化诊断和寿命预测方法已不能满足当代电力工业关键零件可靠性的需求,新形势下也迫切需要以新的框架... 详细信息

作为气体绝缘输变电设备技术领域中的重要部分,现有的气体绝缘金属封闭开关设备(gas-insulated metalenclosed switchgear,GIS)密封圈老化诊断和寿命预测方法已不能满足当代电力工业关键零件可靠性的需求,新形势下也迫切需要以新的框架来回顾该领域的研究现状,启发新的研究思路。该文首先分析GIS密封圈压缩老化因子、热老化因子和化学老化因子的水平、分布及作用。在此基础上,回顾GIS密封圈加速老化试验从试样的热空气老化,逐步发展到充入SF6气体的完整O形圈老化等多因子老化试验的过程。然后,综述GIS密封圈机械性能表征、理化特征及气体泄漏特征3个主要方面,特别指出在大气/绝缘气体异相介质作用下GIS密封圈具有明显的非均相老化特征。最后,回溯硫化橡胶密封圈寿命预测方法在数学模型和失效判据两方面的研究成果。该文可为学术和工程研究提供一定基础性参考。

关键词：密封圈老化因子加速老化试验老化特征寿命预测失效判据

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考虑缩径影响的橡胶衬套寿命仿真研究

汽车技术 2024年第9期 38-45页

作者：张志远程稳正陈海潮徐京涛余小巧吉利汽车研究院(宁波)有限公司宁波315000

为解决某车型前悬架下摆臂后衬套在路试中出现开裂的问题,提出一种考虑缩径工艺影响的寿命仿真方法。首先,通过仿真分析获得缩径后衬套的静刚度,结合多目标优化,得到可准确描述衬套力-位移特性的超弹性本构参数;然后,在考虑缩径预应变... 详细信息

为解决某车型前悬架下摆臂后衬套在路试中出现开裂的问题,提出一种考虑缩径工艺影响的寿命仿真方法。首先,通过仿真分析获得缩径后衬套的静刚度,结合多目标优化,得到可准确描述衬套力-位移特性的超弹性本构参数;然后,在考虑缩径预应变的基础上,采用裂纹扩展法预测衬套寿命,危险位置损伤达到2.01,并复现了路试开裂问题;最后,通过结构优化设计,将危险位置损伤降低至0.943。路试验证结果表明,优化后衬套的疲劳寿命得到有效提升,证明了所提出方案的有效性。

关键词：橡胶衬套超弹性多目标优化裂纹扩展法寿命仿真缩径

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