H型钢梁与矩形钢管柱平齐端板单向螺栓节点承载力性能

对H型钢梁与矩形钢管柱平齐式端板单向螺栓连接节点承载性能进行试验和理论分析研究.通过对3种不同形式的平齐式端板单向螺栓连接节点进行单调静力加载试验,获得了各试件的破坏模式和弯矩-转角曲线,讨论了螺栓破坏、端板破坏、柱壁破坏等3种破坏模式.基于试验现象提出了节点螺栓力理论分布模式,并给出了螺栓强度控制的节点抗弯承载力计算公式.通过将端板和钢梁腹板等效为T形件,得出了端板屈服控制的节点抗弯承载力计算公式.基于试验现象并利用屈服线理论提出了钢管柱壁的屈服线模型,运用虚功原理得出由柱壁强度控制的节点抗弯承载力计算公式.研究表明螺栓、端板、柱壁间的相对强弱关系直接影响节点的破坏模式,理论计算值与试验相比结果偏安全.给出了H型钢梁与矩形钢管柱平齐式端板单向螺栓连接节点的设计准则和建议.     

中碳铬钨渗氮轴承钢旋转弯曲疲劳性能研究

针对轴承钢失效形式主要为疲劳破坏的问题,对中碳铬钨渗氮轴承钢进行旋转弯曲疲劳（RBF）试验及分析。分析轴承钢经调质处理（880 ℃+540 ℃）后的组织,再经RBF试验后疲劳断口和渗氮处理的作用,还分析了非金属夹杂物对轴承钢RBF的影响,构建了非金属夹杂物深度和尺寸对中碳铬钨渗氮轴承钢RBF极限强度影响的模型。实验结果表明：试验钢调质处理后,组织为回火索氏体,主要析出M₆C型和M₂₃C₆型碳化物,力学性能优良,RBF极限强度达到729 MPa;疲劳源分为表面缺陷和内部非金属夹杂物,表面缺陷主要包括非金属夹杂物脱落形成的凹坑以及机加工留下的刀痕,非金属夹杂物主要为镁铝酸盐;轴承钢在NH₃渗氮气氛中560 ℃恒温保持25 h,渗氮层厚度达360 μm以上,渗氮工艺合适。研究结果对中碳铬钨渗氮轴承钢的发展及其疲劳性能的提高有一定的参考价值。     

高速水润滑止推轴承的滑移润滑性能研究

建立了多种具有不同滑移区域分布特征的推力瓦数学模型,在考虑流体边界滑移效应、扩展了经典Reynolds方程并设定合理边界条件的基础上,借助MATLAB软件对模型进行数值仿真求解,研究了滑移区域分布方式、面积占比及滑移长度对轴承动压润滑性能的影响。结果表明,在靠近流场入口处沿周向分布滑移区域能显著提升不同转速条件下的推力瓦面承载力;当滑移区域面积占瓦面面积比介于0.3~0.4且滑移长度为1000nm时,轴承推力瓦面具有最优动压润滑性能。     

宽裕润滑参数下滚动轴承润滑特性研究

滚动轴承是精密机床、特种车辆等重大装备的关键支撑零部件,其润滑性能直接决定了轴承的稳定服役性能,进而影响到重大装备的工作性能指标.基于理论仿真及实验研究,开展了油气润滑滚动轴承宽域润滑参数下的运行特性研究.结合多相流动分析技术,研究了高速角接触球轴承内部油气的流动状态,揭示了轴承内部油气流动基本规律.在此基础上,设计了滚动轴承润滑性能试验验证平台,实验分析了不同润滑参数对轴承温度的影响规律,获取了特定转速下温升最小的轴承润滑参数,证实了滚动轴承不同润滑参数对其服役性能的影响程度.研究工作对于滚动轴承宽域润滑状态下的服役性能分析提供基础依据.     

帽形加劲复杂卷边槽钢柱偏压性能试验研究

对共计18个简支试件进行偏心受压试验,分析并研究了未加劲、腹板中央帽形加劲、腹板和翼缘中央帽形加劲3种截面复杂卷边槽钢的极限承载力、失稳模式及变形特征等特性.结果表明:有效形心移动对偏心承压构件的承载能力有很大影响.在板件中央设置帽形加劲可以适当减小板件的宽厚比,显著提升受压构件的极限承载力及钢材利用率,但畸变屈曲在构件失稳模式中起控制作用.在同等条件下,板件中央帽形加劲偏压构件的承载效率提升了15%~70%.     

基于路用性能的石灰-钢渣稳定土试验分析

基于路用性能设计正交试验,研究了影响石灰-钢渣稳定土抗压强度的4种因素.结果表明,对于石灰-钢渣稳定土初期抗压强度,石灰含量影响最大,钢渣影响较小;但对于其后期抗压强度,钢渣掺量的影响明显增强,且钢渣粒径大小对后期强度增长速率的影响较大.试验结果对比发现,石灰-钢渣稳定土具有较高的无侧限抗压强度和加州承载比,满足《公路路基设计规范》(JTG D30-2015)和《公路路面基层施工技术细则》(JTG/T F20-2015)的要求,表明可以使用钢渣代替部分石灰或水泥应用于高速公路路床填料.     

计入孔隙结构影响的复层含油轴承润滑特性分析

基于Darcy定律和Kozeny-Carman孔隙方程,建立多孔质复层含油轴承的流体润滑模型,利用有限差分法数值模拟,分析复层结构和孔隙参数对含油轴承润滑性能的影响.得出结论如下:复层含油轴承润滑性能随轴承高度增大而变差,随孔隙率减小而变好,当总孔隙率一定时,较低的表层孔隙率有利于提高复层含油轴承润滑性能.因此设计复层含油轴承时,在保证一定孔隙含油量的前提下,应尽可能减小表层孔隙率.研究工作为复层含油轴承摩擦学性能分析与结构设计提供一定的理论基础.     

歪斜安装对组配轴承转子系统动力学特性影响

针对多联组配轴承歪斜安装情况,推导了一个轴承外圈发生绕竖直方向歪斜时滚动轴承的非线性支承力形式,并借助Timoshenko梁轴单元建立了主轴模型,利用打靶法和Floquet理论分析了歪斜对系统全局非线性稳定特性和振动特性的影响。通过与正常安装组配轴承转子系统对比发现:外圈歪斜后系统在大间隙时的低转速区域容易出现倍周期分叉,在高转速区域易表现为伪周期分叉;在小间隙工况时容易获得大范围的周期运动参数区域。同时,歪斜使得系统的一临界峰峰值右移且明显放大,从而导致系统在高转速区域的水平方向振动明显增大。研究结果表明,掌握且合理利用轴承歪斜后的非均匀间隙特性,有助于改善系统运行的动力特性。     

基于显式动力学的发动机转子中介轴承的仿真分析

为研究复杂工况下中介轴承的动力学特性，针对外圈支承于低压转子轴颈，内圈支承于高压转子轴颈支承形式的中介轴承的工作特点，应用LS-DYNA建立了中介圆柱滚子轴承动力学模型，开展动力学仿真。该模型以显式算法为基础，在充分考虑中介轴承转速、旋转方向、负载、接触及摩擦的条件下，基于动力学仿真模型，分析了中介轴承应力水平随内外圈旋转方向、内外圈转速及径向外载荷变化的规律。分析结果表明：在内外圈反向旋转以及外圈转速增加的情况下中介轴承的振动更为平稳，而在径向外载荷增大的情况下，中介轴承的振动更加剧烈。仿真结果验证了模型的正确性，为中介轴承故障诊断提供了有益参考。     

Numerical methods for theoretical analysis of foil bearing dynamics

The bearing under consideration is a self-acting, gas bearing with a flexibly supported foil. In order to conduct the theoretical analysis, three systems were identified: a rotor, a gas film and a flexible structure. Each of these elements has been mathematically analysed and analytical equations have been formulated. It was found, that the gas flow in the bearing can be described by the Reynolds equation, whereas a spring-damper model was selected for the structural analysis. The Reynolds equation is a differential equation the exact solution to which is unknown. The work describes the finite difference method in detail, where the partial derivatives in the Reynolds equation are replaced by a system of algebraic equations. In order to solve the resulting system, the Alternating Direction Implicit method (ADI) was used. Based on that and on the analysis of interactions between the three systems the equations have been computed. The accuracy of methods has been verified by means of series of numerical tests. Chosen results are described in this paper.