金属—陶瓷复合的制造

将自蔓延高温合成法与离心技术相结合，在普通碳素钢管的内表面复合上一层陶瓷衬里，制成复合管，并对控制复合管质量的制造工艺参数进行了分析，测定了复合管的综合性能，结果表明，用此方法制造的金属－陶瓷复合管，在具有一般碳钢管优点的基础上，还具备一较高的耐磨性、耐热性等，从而扩大了碳钢管的使用范围。     

提高油气管耐蚀性的工艺研究

普通油气管耐蚀性差，影响油气的正常生产。文中研究了自蔓延高温合成陶瓷内衬钢管工艺，同时还研究了添加剂对陶瓷层耐蚀性的影响。在铝热剂中加入SiO2,CrO3可提高陶瓷致密度，改善耐蚀性，为了进一步提高陶瓷衬管的耐蚀性，研究了不锈钢内衬复合管工艺，其耐蚀性比普通钢管提高10倍以上，用于油气管有望大幅度提高其使用寿命。     

提高油气管耐蚀性的工艺研究

普通油气管耐蚀性差 ,影响油气的正常生产 .文中研究了自蔓延高温合成陶瓷内衬钢管工艺 ,同时还研究了添加剂对陶瓷层耐蚀性的影响 .在铝热剂中加入 Si O2 ,Cr O3 可提高陶瓷致密度 ,改善耐蚀性 .为了进一步提高陶瓷衬管的耐蚀性 ,研究了不锈钢内衬复合管工艺 ,其耐蚀性比普通钢管提高 1 0倍以上 ,用于油气管有望大幅度提高其使用寿命 .     

内旁通管磨损分析与降低磨损的对策

影响内旁通管直管段磨损的主要因素是气灰混合物的流速；影响内旁通管弯头磨损的主要因素是气灰混合物的流速和冲击法向角。降低直管段磨损从三方面着手：一是降低管道内的流速，二是确保对外管接头位置对中良好和减少焊接变形，三是在堵头处增设防磨装置。降低弯头磨损的方法是将制作弯头材料用钢＋陶瓷复合管代替碳钢管。     

深海采矿扬矿管几何非线性静力分析

针对深海采矿输送系统中阶梯扬矿管承受轴向力过高容易断裂和连接部位容易出现应力集中的问题,提出一种低密度和高强度的碳纤维复合管应用于深海采矿输送系统.根据扬矿管在采矿船静止和等速拖航运动时,受到管道和管内流体重力、浮力和海水阻力作用的情况,采用有限元对碳纤维复合管和阶梯钢管进行计算分析.研究结果表明:当采矿船静止时,碳纤维复合管的弯矩和弯曲应力与阶梯钢管的差别很小,但碳纤维复合管的轴向力不到阶梯钢管的1/4,相比阶梯钢管,碳纤维复合管能承受更大的轴向载荷;当采矿船以0.5 m/s等速拖航时,2种扬矿管的轴向力、弯矩相比采矿船静止时变化不大,但碳纤维复合管的弯曲应力比阶梯钢管小一半,可克服阶梯管刚性连接时弯曲应力过大的缺点.     

钢骨架聚乙烯塑料复合管在供水管道中的应用探讨

钢骨架聚乙烯塑料复合管是一种将钢丝骨架与高密度聚乙烯塑料有机复合在一起、集钢管与塑料管优点于一身的新型管材。本文简要介绍了钢骨架塑料复合管的结构特点，性能特点以及钢骨架塑料复合管在供水管道中的应用，结合施工实践，介绍了钢骨架聚乙烯塑料复合管应用的一些体会。     

静态SHS陶瓷内衬复合喷嘴的抗热疲劳性能研究

陶瓷内衬复合管的热疲劳损伤机理不同于整体陶瓷材料,本文采用静态自蔓延法制备出陶瓷内衬复合喷嘴并进行了热疲劳性能试验,分析了影响陶瓷内衬复合管热疲劳性能的影响因素,试验表明复合管切割产生的缺口或裂纹是造成热疲劳损伤的重要原因,在热疲劳循环过程中形成的交变压应力的作用下,切割处的缺口或裂纹向里沿轴向扩展,造成热疲劳损伤和破坏.陶瓷层中的金属颗粒与陶瓷晶体之间的弱结合界面为裂纹扩展通道和内部起裂源,喷嘴的变口径处对热疲劳影响不大,通过改进生产工艺及配方,改善了内衬陶瓷层的抗热疲劳性能.     

内压作用下CFRP/钢复合管受力性能试验研究

为研究内压作用下碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced plastic, CFRP)/钢复合管的受力性能,进行了8根CFRP/钢复合管及1根普通钢管的内压荷载试验.试验中考虑的变量有碳纤维布层数、碳纤维布轴向及环向搭接长度.试验结果表明:外贴单层碳纤维布时,CFRP与钢管的协同变形效应随碳纤维布轴向及环向搭接长度的增加而增强,当轴向及环向搭接长度分别达到50mm及200mm时CFRP与钢管变形趋于一致;内压作用下CFRP/钢复合管的荷载-应变曲线呈近似双线性的变化规律,其刚度、屈服强度及极限强度均随碳纤维布层数的增加而增大,试件典型破坏形态为CFRP环向受拉断裂.最后,基于试件典型破坏特征,提出了适用于CFRP/钢复合管的强度计算模型.     

陶瓷内衬钢管陶瓷层的裂纹修补及表面质量改善

研究了在ＳＨＳ－离心法制备陶瓷内衬钢管时,利用自蔓延反应余热熔化改性剂修性陶瓷层中的裂纹。通过对裂纹修补前后陶瓷层的缺陷研究表明：裂纹修补后,陶瓷内衬钢管陶瓷层内的缺陷得到很好修复,已无穿透性裂纹或通孔;同时改善了陶瓷内衬钢管陶瓷层的表面质量,得到与瓷层结合良好,表面光滑的内表面。     

双金属复合管混凝土轴拉 性能有限元分析

选择合理的材料本构模型、单元类型、网格划分技术和边界条件,建立双金属复合管混凝土构件在轴拉荷载作用下的有限元分析模型,并利用双金属复合管混凝土(CFBT)轴压试验和钢管混凝土(CFST)轴拉试验的结果对模型的可靠性进行验证.基于验证后的有限元模型,对CFBT轴拉构件的受力机理和破坏形态进行研究,分析不同参数对构件轴拉承载力的影响规律.研究结果表明:核心混凝土可有效限制双金属复合管在拉伸过程中的内缩变形,使钢管处于复合受力状态;CFBT构件的轴拉承载力比双金属复合管提高15%左右;随着不锈钢厚度的增大,构件的轴拉承载力逐渐提高;核心混凝土的强度对构件承载力的影响不明显.     

NSTS管幕结构横向连接方法试验研究

提出一种基于钢管连接的NSTS(new steel tube slab)管幕结构,在纵向大钢管之间横向布置连接小钢管,浇筑混凝土后形成纵横向复合钢管混凝土整体结构,以解决现有管幕结构施工难度大、横向刚度及承载力低等缺点.通过试验研究不同钢管连接方式对NSTS构件受力性能的影响.结果表明,采用螺栓+T型钢板连接及采用螺栓连接的试件与仅采用T型钢板连接的试件相比,承载力分别提高58.4%,51.2%,刚度分别提高123.3%,97.5%,螺栓+T型钢板的连接方法对NSTS构件的受力性能最为有利;混凝土强度等级对试件的刚度和变形影响较大,对承载力影响不明显.     

复合方钢管混凝土短柱的轴压承载力

用试验与数值计算方法研究了普通方钢管混凝土柱的轴压承载能力。设计了2种复合截面方钢管混凝土短柱,与普通方钢管混凝土短柱做了对比轴压试验。试验结果表明,在受压柱变形的过程中,加劲肋有效地抵抗了管壁的屈曲,加肋复合方钢管混凝土柱的轴压承载力有明显提高。用数值方法对加肋复合方钢管混凝土柱的轴力应变全过程进行了计算。计算结果和试验结果吻合较好。提出了轴压承载力的简化计算方法。加劲肋是提高方钢管混凝土柱承载力的有效途径。     

Development and formability analysis of TRIP seamless steel tube

In this paper, the production technology of transformation induced plasticity （TRIP） steel was first introduced into the steel tube manufacture field to produce the steel tubes with high strength and plasticity. The TRIP seamless steel tubes with the microstructure of ferrite, bainite, retained austenite and a little martensite were successfully fabricated using a cold-drawn steel tube with two-stage heat treatment technique and continu- ous heat treatment process, respectively. The ring tensile test and cold bend test were carried out to study the formability of the newly developed TRIP seamless steel tube. The results showed that the TRIP seamless steel tubes have a good cold formability, and they are available to be used in the tube hydroforming process. In ad- dition, the equipment of continuous heat treatment developed in the current study can be used to produce TRIP steel tube, and it may serve as an important reference for the industrial production of TRIP steel tube.     

钢管混凝土结构——理论与实践

简要回顾了钢管混凝土力学性能研究现状 ,探讨了组成钢管混凝土的钢管及其核心混凝土之间的相互作用问题 ,介绍了钢管混凝土在单层和多层工业厂房柱、设备构架柱、各种支架、栈桥柱、地铁站台柱、送变电杆塔、桁架压杆、桩、空间结构、高层和超高层建筑以及桥梁结构中的应用情况 .最后 ,对需要进一步开展的研究工作进行了探讨     

拼接GFRP管混凝土构件轴心受压性能

拼接GFRP管混凝土组合构件是在两个独立的GFRP管拼接处设置连接件,再在内部浇筑混凝土,形成一种连续整体的GFRP管混凝土组合构件.通过试验,研究了基于3种连接(钢筋、钢板钢筋及钢管连接)的拼接GFRP管混凝土组合构件的受力机理和破坏模式.结果表明,当加载到(30%~40%)Pu(极限荷载)时,在GFRP管表面开始出现白纹;当加载到(60%~70%)Pu时,GFRP管对核心混凝土开始产生套箍约束作用;继续加载,套箍约束作用继续存在.拼接构件的破坏发生在构件端部,连接处没有发生破坏,而连续整体构件破坏发生在中部位置,表明3种连接均能保证拼接GFRP管混凝土轴压构件正常工作.     

新型钢-砼组合结构构件的研究与应用

在工程设计和施工中，对钢管砼及型钢砼-钢筋砼组合的结构提出了许多问题．据此，对这种新型钢-混凝土组合结构构件进行了一系列的试验研究及工程应用．本文是对近8年来研究工作的归纳、总结．其中，提出的较优化的钢筋砼环梁节点、钢加强环节点、钢管砼柱与钢筋砼柱节点、钢骨砼柱与钢筋砼梁节点、钢骨砼柱与组合梁节点及组合梁设计方法、预应力叠层空腹桁架等，都已应用于实际高层建筑中．文中提出的建议，可供工程设计参考使用．     

CFRP约束圆钢管高强混凝土短柱轴压试验研究

为研究混凝土强度、径厚比、CFRP(碳纤维增强复合材料)层数及CFRP包裹方式等参数对CFRP约束圆钢管混凝土轴压静力性能的影响,进行了6个圆钢管混凝土短柱和18个CFRP-钢管混凝土短柱的轴压对比试验.研究发现CFRP的约束对圆钢管混凝土承载力有较显著的提升,且承载力的提高幅度随着CFRP的增加而增加.钢管高强、超高强混凝土短柱的破坏形态呈现为剪切破坏,延性较差,CFRP的约束可以改善其延性,且CFRP层数越多延性越好.半包CFRP试件性能接近于全包CFRP试件性能.随径厚比增大,CFRP约束效果下降.若黏结良好,试件失效前,CFRP与钢管能保持协同工作;最后选取了3个经典的CFRP约束钢管混凝土轴压承载力公式进行验算,发现基于CFRP和钢管双重约束的公式能较好地预测其承载力.     

供水工程管材的比较

介绍了玻璃钢管、钢管、球墨铸铁管、水泥管等供水工程管材的优缺点，指出玻璃钢管是一种新型柔性复合材料管道，与其他管相比有着不可比拟的优点，是目前极有发展前景的新型管材。     

钢骨-钢管高强混凝土柱抗火性能试验研究

钢骨-钢管高强混凝土柱是一种组合柱设计的新模式,通过钢骨-钢管高强混凝土柱与普通钢管高强混凝土柱的对比轴向负荷和抗火试验,研究了钢骨-钢管高强混凝土柱的耐火性能.试验结果表明,在相同的荷载水平下,两种组合柱的轴向变形均呈现三阶段变化规律:初始膨胀变形阶段、材料损伤导致的压缩变形稳定发展阶段和压缩变形急剧增长的破坏阶段;钢骨-钢管高强混凝土柱的压缩变形稳定发展阶段较普通钢管高强混凝土柱长很多,从而使钢骨-钢管高强混凝土柱的耐火极限达到166 min,而钢管高强混凝土柱仅为46 min,由此可见在钢管高强混凝土柱中加入型钢可显著提高柱子的耐火性能.研究成果可为有关钢骨-钢管高强混凝土柱工程抗火设计提供参考.     

T形钢管混凝土短柱轴压试验

进行了6根普通构造T形钢管混凝土轴压短柱的试验研究,以考察无加劲措施T形钢管混凝土柱的变形特征、破坏模式和承载能力.试验的主要参数有管壁宽厚比、截面高宽比.试验结果表明,由于T形钢管混凝土柱的核心混凝土延缓了钢管的局部屈曲,尽管该组合构件承载力不能得到有效提高,但延性却得到相当改善;阳角钢管对混凝土提供了较强的约束,而由于钢板与混凝土的分离,阴角钢管几乎不能约束混凝土;T形钢管混凝土柱的破坏形态主要为钢管鼓曲及此部位及阴角区域混凝土压碎破坏;管壁宽厚比越小,初始鼓曲发生越晚,钢管对混凝土的约束效应越强,承载力越高、延性越好.最后采用现有规范或规程的计算公式对试件轴压承载力进行了计算,并对不同计算方法的适用性进行了探讨.