冷激波灭火系统中激波对灭火效果和周边环境的影响

为了评估冷激波灭火弹爆炸后形成的激波对灭火效果和周边环境的影响,建立了一套纹影实验装置。通过纹影实验,观察了小尺寸下不同灭火介质爆炸抛撒后激波的形成和传播,并推算了冷激波灭火弹爆炸后油盆边缘附近的波后质点速度。观察发现,水基灭火介质爆炸抛撒后没有形成激波;而粉基灭火介质尽管爆炸抛撒后形成激波,但在油盆边缘附近激波强度较弱,波后质点速度小。与介质抛撒引起的可燃气体介质运动相比,激波对加快可燃气体介质运动的影响可以忽略。最后,通过高速摄影实验验证了激波对灭火效果的影响是可以忽略的。因此,冷激波系统中,激波对灭火效果和周边环境的影响是可以忽略的。     

无砟轨道约束对高速铁路列车-桥梁系统地震响应的影响

建立了38自由度高速列车（动车/拖车）空间振动模型,基于非线性Hertz接触理论和Kalker线性蠕滑理论,引进PEER-NGA强震记录,建立地震作用下的高速铁路列车-无砟轨道/钢轨-桥梁-支座-桥墩-桩土系统精细计算模型,考虑支座刚度和桩土作用及近场地震效应的影响,以高速铁路32 m跨简支箱梁桥和CRTSⅡ板式无砟轨道为研究对象,编制了MATLAB程序,计算了有/无砟轨道约束下高速列车-桥梁时系统的地震响应。计算结果表明,不考虑三层无砟轨道时列车-桥梁系统模型由于桥梁刚度过大,列车-无砟轨道-桥梁系统的各项地震响应较列车-钢轨-桥梁系统有较大增加;对于有/无地震作用时,采用无砟轨道均可有效改进列车走行性能,近断层地震脉冲效应对有/无砟轨道约束系统动力响应及列车走行安全指标影响均较大。     

刮擦线速度对TC4叶片与Ni-G封严涂层磨损行为的影响

利用高速刮擦试验机模拟了压气机叶片与封严涂层的刮擦行为,研究了TC4（钛合金）叶片材料与Ni-G（镍-石墨）封严涂层体系在线速度30~150 m/s范围内的磨损行为.通过对叶片样品端面及涂层样品磨痕的SEM-EDS、XPS分析和涂层样品磨痕表面的显微硬度测试,探讨了对摩体系的磨损机制.结果表明：随着线速度的增大,叶片样品的磨损率呈现先升后降的趋势;在低线速度下涂层样品致密化使叶片样品磨损轻微,中等线速度下叶片样品与涂层样品磨痕中高硬度转移层的刮擦造成叶片样品磨损加剧,高线速度下叶片样品端面较厚氧化膜减轻叶片材料向涂层的转移导致叶片样品磨损下降.     

带长方形切口式样的冲击破坏数值模拟

简要介绍了光滑粒子动力学方法的基本思想和基本方程,利用该方法编制程序对带长方形切口式样的冲击破坏过程进行了数值模拟.给出了用这种方法模拟三维冲击破坏的一个算例,并对有关问题进行相关的讨论.     

TC4在动态载荷下的剪切行为研究

使用分离式霍布金森压杆(SHPB)对2种TC4(Ti-6Al-4V)试样(单边剪切试样与双边剪切试样)在应变率10⁴ s^-1下进行动态剪切加载,利用SIM D8高速照相系统捕捉了绝热剪切带扩展的整个历程,得到了TC4在拍照时刻的应力应变曲线;使用金相显微镜和SEM扫描电镜对TC4绝热剪切带的微观形貌进行观察,发现绝热剪切带宽度为5~12 μm,断口从韧窝断裂演变为解理断裂,可观测到韧窝状与河流花样断口形貌,但是并未看到相变的发生;对2种试样就产生绝热剪切带的形式与敏感性进行了分析,实验表明双边试样更易产生绝热剪切带;通过高速照相系统的标定换算,得到TC4绝热剪切带产生的临界剪切应变在78%~88%之间。在SHPB动态加载条件下,TC4绝热剪切带的扩展速度在460~1 250 m/s之间,且应变率越高,剪切带扩展越快,扩展平均速度与名义应变率近似呈线性关系;另外,在同一加载速率下,剪切带并不是匀速扩展,其扩展速度随载荷的增加而不断增加。

     

弹体侵彻干砂的数值模型

基于砂粒的不可压缩性假设,利用球形空腔动态收缩模型和广义Mises强度准则推导了干砂的孔隙压密演化方程;根据Hugoniot冲击突跃条件和Grüneisen系数,推导了干砂考虑孔隙演化影响的状态方程;根据关联流动法则,得到了大变形时砂的弹塑性应力应变关系;基于动力有限元计算平台,采用上述模型分析了弹体高速侵彻干砂的作用过程。结果表明,该模型能够表征高速侵彻时砂的孔隙演化对应力应变状态的反向影响,能够较准确地反映高速侵彻作用下干砂的动力响应过程。     

大气预腐蚀下ER8C车轮钢的疲劳寿命评估

随着高速列车车轮服役里程的增加,车轮辐板持续遭受潮湿大气甚至海洋大气环境的考验,点蚀成为车轮失效的主要原因之一.论文首先在大气自然环境下对ER8C车轮钢高周疲劳试样开展为期180天的曝晒(预腐蚀)试验,随后进行表面形貌和疲劳性能表征.结果表明,预腐蚀后车轮钢的疲劳极限为387 MPa,相比光滑试样下降12%;这主要是由于预腐蚀造成的腐蚀坑使试样表面局部应力集中,加速了疲劳裂纹萌生.采用激光共聚焦显微镜统计预腐蚀试样表面蚀坑尺寸,使用由均值蚀坑尺寸计算得到等效初始缺陷尺寸(EIFS),对预腐蚀车轮钢试样的疲劳寿命进行预测,避免腐蚀疲劳裂纹萌生以及短裂纹扩展对疲劳寿命预测的影响;预测结果与实验结果较为符合,证明了该方法的可行性.论文的主要结论是,通过统计试样表面蚀坑尺寸的均值来获得EIFS的方法,可以计算得到大气预腐蚀后车轮钢的剩余寿命,这验证了EIFS方法在大气预腐蚀下材料疲劳寿命研究中的适用性.     

高速列车铝型板振动声辐射特性研究

采用有限元方法建立高速列车铝型板结构分析模型,在设定边界条件基础上,利用声学软件完成了结构的固有特性、结构辐射声功率等声场特性参数计算。重点研究了自由阻尼层敷设前后底板厚度及阻尼层厚度对其固有特性及截止频率值的影响,以及对板结构振动声辐射特性的影响。研究结果表明:低阶频率范围底板厚度及自由阻尼层厚度对辐射声功率影响不明显;高阶频率范围结构会发生不可忽略的局部模态变形,底板厚度越小结构总辐射声功率越大,声辐射能力越强。敷设自由阻尼层时能够降低结构辐射声功率,但是阻尼层厚度变化对辐射声功率影响不明显。     

列车荷载下海相沉积软土循环累积变形研究

以宁波轨道交通1号线②、③和④层海相沉积软土为对象,进行GDS单向振动三轴试验,研究了不同动应力幅值和频率作用下软土的动力学特性.结果表明：动力幅值越大,循环累积塑性变形越大,动应力的幅值大小对累积塑性变形有较明显的影响;在动应力为12kPa时,④层粘土的累积塑性应变比相同条件下②层和③层土的应变大;在相同动应力幅值时,②和④层土随频率增大,③层土则相反.最后,利用修正的指数模型对循环加载累积塑性应变的变化进行拟合,并得到了优化的模型参数.     

货物列车的编组调度问题

研究的是货物列车的编组和调度问题.通过对问题的深入研究,设计了一种车辆编组调度方案的算法.按照这种算法,在数据处理的基础上利用VC编写每个问题的处理程序,实现了对列车的快速安全高效的调度.对每个问题进行处理,都得到符合要求的结果.问题一首先对整个车辆编组调度的问题进行分析,在尽量保证新组装列车满载的基础上,使每班的中时尽可能少.为此,本文解决了两个关键问题:一是选车问题,二是拆解重组的问题.采用梯形方案对列车车辆进行编队重组,对选车问题主要采用按照时间先后顺序的选车方案,然后通过启发式算法配合遗传算法的选车方案对按时间先后顺序的方案进行检验.从编写的VC程序的运行结果来看,两种方案都可得到满意的结果,遗传算法得到的结果更为合理.另外,为了达到中时最短,采用双推双滑的方式利用驼峰线,提高了调度效率,并在驼峰线和编组道之间加入了碰撞检验模块,保证了列车调度时的安全性.问题二的求解是在问题一的基础上对待拆列车按优先级进行分类.对优先级高的列车先进行拆解.救灾车辆最高,其次是军列和发往S1的车辆,最后是一般车辆.问题三的处理主要是在问题二的基础上,通过提前获得列车的相关信息来决定编组场的列车离开编组场的时刻,从而缩短车辆的中时.问题四在原有模型基础上对编组方案进行了修改,利用编写的VC程序重新计算了每班的中时和列车的调度方案.问题五主要分析了整个系统瓶颈所在,分析了提高资源利用率的可行性.最后,通过对站名的调整,达到了对地质灾害等对铁路系统的破坏突发情况的有效处理,并且进一步分析了如何提高车站的效率的调度方案和建议.