高强钢平齐式端板连接节点火灾后性能数值研究

采用Abaqus软件对高强钢平齐式端板连接节点火灾后性能进行模拟,结果表明有限元模型能准确模拟节点的弯矩-转角关系、节点失效模式和应力分布等.在此基础上,对端板采用Q460高强钢和Q345普通钢的节点进行参数分析.结果表明:在历经550℃火灾高温并冷却后,节点力学性能未发生明显退化;端板材料对节点初始刚度无影响,但对节点承载力影响显著;与采用较厚普通钢端板的节点相比,采用较薄高强钢端板的节点可实现相近的承载力甚至更高的转动能力.     

结构钢材裂纹尖端张开位移的低温试验

目前对结构钢材低温脆性断裂的控制主要通过冲击韧性指标,难于获得定量的结果,因此,有必要对结构钢材的断裂指标进行低温测定。试验测定了结构钢材Q235A、Q345B和Q390E(屈服强度标准值分别为235MPa、345MPa和390MPa)在20～-70℃下12～48mm试样的裂纹尖端张开位移指标(CTOD),并分析了最大载荷CTOD特征值δm随温度和厚度的变化规律。结果表明,总的趋势是δm随着温度的降低而下降,其规律可以比较好的用Boltzmann函数描述;厚度增大,δm的总趋势降低,但在厚度12～24mm范围附近也会出现δm随厚度增加而上升的现象。     

输电工程塔头、K节点、瓶口与身部加固的分析及应用

2008年元月,我省邵武地区遭受严重冰灾。受灾铁塔大量损坏,经研究受损铁塔的损坏情况,特别是酒杯直线塔、猫头直线塔,大跨越档距直线塔,受弯受扭受剪严重,提出采用高强优质钢材K接点加固铁塔技术;K接点原是个平面,改为棱台形立方箱体桁架,既增强挤压受力系统、又增强抗弯抗扭受力系统;加固塔身上部瓶口横隔面推荐结构更为稳定结构横隔面,塔身上部至塔头选用高强优质钢材壁厚斜材A3F、16Mn、Q345、增强抗弯抗扭受力加固铁塔。同时主材优选Q345、Q390或着优选高强优质钢材Q420、Q460;增加强度与刚度铁塔;同时并考虑优质钢的易脆性。提高塔身的整体刚度、钢材料局部稳定、强度和抗扭、抗剪能力、冲击破坏荷载2.0倍。整体承载能力、总体结构更趋稳定性。     

HTRB600级高强钢筋高温下的力学性能

为研究600 MPa级高强钢筋高温下的力学性能,对HTRB600级热处理高强钢筋进行高温下的拉伸试验,分别测得其在20,200,300,400,500,600,700及800℃高温下的弹性模量、比例极限、屈服强度、极限强度及应力-应变曲线.试验结果表明:HTRB600级高强钢筋高温下屈服强度、极限强度、比例极限与弹性模量均随着温度的升高而显著降低.500℃时其高温下的弹性模量、比例极限、屈服强度与极限强度降低为不足常温下的50%,800℃时已不足常温下的10%.高温下HTRB600级高强钢筋应力-应变曲线随温度的升高逐渐趋于圆滑,当温度达到200℃时,屈服台阶就已消失.600 MPa级钢筋高温下屈服强度和极限强度的降低程度明显大于其他钢筋500 MPa以下强度的钢筋.最后提出了适用于HTRB600级高强钢筋的高温下应力-应变曲线简化计算模型.     

吸收塔底部槽钢结构的有限元模拟分析

吸收塔是化工环保领域的重要设备,其底部槽钢结构能很好地保证吸收塔的静强度和抗震性能要求。利用ANSYS软件建立了吸收塔及其底部槽钢结构的有限元模型,完成了其结构静强度分析,得到了底板和槽钢结构的应力与位移分布规律,并进行了刚度和强度校核。计算结果表明,吸收塔底部平板外圆周和槽钢焊接处的变形和应力比其他位置要大,最大位移为0.15 mm,最大Mises应力为146 MPa,超过设计温度下Q235-B材料的许用应力值113 MPa,焊接位置发生断裂或拉伤的可能性较大,仿真结果与试验结果吻合较好。     

卷后冷速对600MPa级钢板微观组织的影响

为了研究卷取后冷却速度对600MPa级低碳贝氏体高强钢钢板组织和力学性能的影响,探究获得其最佳性能的途径和方法,利用光学显微镜和透射电子显微镜（TEM）对样品进行微观组织观察和分析。研究卷取后在空气中冷却速度对卷板的板头、板间、板尾的微观组织影响。结果表明：600 MPa级钢板的组织主要由针状铁素体、板条铁素体、粒状贝氏体、板条贝氏体、M/A组成。卷板头部和尾部在空气中冷却速度较快,针状铁素体较多,强度高;中间部位冷却速度较慢,板条铁素体、粒状贝氏体较多,强度低。     

X形配筋增强高强钢筋异形柱边节点抗震性能数值模拟

为研究X形配筋增强高强钢筋混凝土异形柱边节点抗震性能,采用Abaqus有限元方法分别模拟不同轴压比、梁筋直径、混凝土强度、钢筋强度试件在低周往复作用下的受力过程。对比分析各试件的承载能力、变形能力、滞回性能和刚度退化。考察各参数对X形配筋增强高强钢筋混凝土异形柱边节点抗震性能的影响。结果表明:轴压比0.28下试件滞回性能最好;梁筋直径的增加可以延缓刚度退化,承载能力、变形能力增强,但滞回性能变差;600 MPa级高强钢筋与C60强度混凝土结合的试件及HRB 500高强钢筋与C50强度混凝土结合的试件抗震性能相对较好。     

Q345B钢材GTN模型损伤参数标定及应用

目的标定Q345B钢材GTN模型损伤参数及评价损伤参数,并对钢管相贯节点的损伤起始位置进行预测.方法对取自Q345B钢材的光滑圆棒和带缺口的圆棒试样进行单轴拉伸试验,采用逆推法标定GTN细观损伤力学模型参数,并应用有限元分析方法预测相贯节点的损伤起始位置以及开裂破坏过程.结果引入的GTN细观损伤力学模型参数的支管端部荷载-相对凸凹变形曲线与试验结果吻合较好,有限元分析计算得到的损伤起始点荷载和位移与试验结果接近,并且有限元模拟的损伤起始位置与试验中观测到的裂纹开展起始位置相近.结论 Q345B钢材GTN损伤本构模型,能够模拟结构断裂过程,预测结构的断裂荷载、断裂位移、破坏位置.     

大型矿用自卸车厢斗筋板布局仿生优化设计

【目的】针对大型矿用自卸车厢斗的轻量化设计需求，基于结构仿生学对厢斗的筋板布局进行优化研究。【方法】介绍了某大型矿用自卸车厢斗的基本结构，分析了厢斗在各工况下的承载特点，选用厢斗满载匀速和满载静止工况作为厢斗底板的极限工况，并通过仿真分析研究了厢斗的刚度和强度；总结了叶脉分枝结构的形态特点，从载荷、结构、功能三个方面阐述了叶脉分枝结构与厢斗底板的高度相似性，设计了基于叶脉分枝形态的厢斗筋板新布局，得到新厢斗模型；采用有限元分析对比验证优化前后厢斗的力学性能。【结论】结果表明，新厢斗筋板布局的承载性能更优，应力分布更加均匀，底板承受的载荷传递到了下方各筋板，有效减轻了主梁的承载负担，刚度、强度分别提高了20.32%、32.37%,重量降低1.86%.     

30米化工烟囱吊装时强度校核计算分析

采用CATIA软件建立了烟囱的三维模型,利用该软件的有限元分析功能,对烟囱吊装时的应力强度和位移进行了校核计算。烟囱所使用的材料为Q345-B,材料的屈服强度为345MPa。计算时考虑了烟囱的两个状态：水平位置和竖直位置。结果表明,在两种状态下,烟囱本身、吊耳的强度均能够满足材料的屈服强度要求,因此不必修改结构,现有结构可以满足吊装要求。     

高强度中厚板辊式矫直策略分析

以开发厚规格、高强度品种钢过程中频繁出现的矫不平现象为背景,采用弹塑性差分的曲率积分方法,研究了高强度钢板矫直过程中塑性变形率、残余曲率和矫直力的变化规律,分析得出额定矫直力和塑性变形率是制约高强度钢板矫平的主要因素.针对矫直能力小的矫直机提出采用增加矫直道次、改变矫直辊距以及静压矫直三种方法来解决高强度钢板矫不平问题的矫直策略.现场实践证明静压矫直方法能够矫直传统矫直不能矫的高强度板材.     

D36高强度船板钢的生产工艺

介绍了新余钢铁有限责任公司试制开发D36高强度船板的主要技术要求和工艺路线.因轧机各项力能参数偏小,在开发D36高强度船板过程中,出现了厚度偏差改判和钢板可焊性不理想现象.通过采取压下分配的调整、成品目标厚度及控制范围的平移和微Ti处理等措施,较好地解决了上述问题,提高了D36钢板的综合性能和可焊性.     

E级，FH32，FH40钢大线能量焊接的实验研究

大线能量焊接条件下的焊接热影响区(HAZ)组织的转变及粗化,是低合金高强度钢焊接中的主要问题。为了研究低合金高强度钢的焊接性能,采用70 kJ/cm的大线能量埋弧焊对E级和FH32与FH40船板钢分别在热影响区、熔合线附近的冲击韧性及组织转变进行了对比研究。结果表明,E级船板钢在熔合线及1,2,5 mm位置,均能够满足焊接的要求;焊接后的热影响区,铁素体晶粒较细,韧性良好。FH32和FH40钢的热影响区冲击韧性下降。     

Mn含量波动对 DH36高强度船板钢力学性能影响的数学模型

通过对国内某钢厂DH36高强度船板钢轧制成型之后的成品板材进行研究,利用数学模拟的分析方法,建立了DH36高强度船板钢主要化学成分与基本力学性能之间关系的数学模型,并在此基础上重点分析了各元素随Mn含量的变化对力学性能产生的影响。结果表明：在相关成分允许的波动范围内,Mn元素对冲击功的影响主要呈斜率为负的直线关系,对屈服强度、抗拉强度、断面收缩率的影响也均呈直线关系,但斜率规律与其他元素的含量有关,需具体分析。     

PHC管桩金属端头在土壤模拟液中的腐蚀行为

通过自然浸泡、动电位极化、电化学阻抗谱测量、电偶腐蚀试验研究预应力高强混凝土(PHC)管桩金属端头处端板和主筋在氯盐土、盐碱土、中性草甸土和酸性土模拟液中的腐蚀速率、电化学腐蚀行为以及电偶腐蚀行为.研究结果表明:主筋的耐蚀性能比端板的差,盐渍土中主筋的耐蚀程度差;端板和主筋的阴极过程受氧扩散控制;盐渍土中端板和主筋的锈层不具保护作用;主筋与端板偶接时主筋为阳极,端板为阴极;主筋在酸性土中的电偶腐蚀效应最大,而在草甸土中最小.     

栓焊钢桥3种典型细节的疲劳损伤试验

为了研究搭接节点、不承载角焊缝节点、摩擦型高强螺栓连接节点这3种典型栓焊钢桥细节的疲劳损伤演化规律,采用MTS疲劳试验机和正弦波加载的方法研究了这3种细节的损伤程度与循环比之间的关系,共进行了4个单面盖板搭接节点、2个不承载角焊缝节点和2个摩擦型高强螺栓连接节点的疲劳试验,建立了这3种典型细节基于Chaboche疲劳损伤模型的损伤演化方程:单面盖板搭接节点细节:D=1-[1-(n/Nf)0.1970]01779;不承载角焊缝节点细节:D=1-[1-(1-(n/Nf)0.01606]0.01858;摩擦型高强螺栓连接节点细节:D=1-[1-(n/Nf)0.01147]0.02153,可用于栓焊钢桥的疲劳寿命预测.     

冷弯薄壁型钢中间加劲板件有效面积计算方法

基于超薄壁高强冷弯型钢槽形截面轴压构件承载力试验研究,参考美国冷成型钢结构构件设计规范、澳洲冷成型钢结构规范和北美冷成型钢结构构件设计规范的计算方法,并结合我国现行《冷弯薄壁型钢结构技术规范》的三类不同加劲板件的有效面积计算公式,对中间加劲板件有效面积的合理计算方法进行了探讨,提出了与我国现行规范有效面积计算方法相一致...     

高强土工格室加筋砂地基模型试验变形分析

高强土工格室采用新型U形钉节点, 材料抗拉强度为传统格室的10倍左右. 将土工格室置于地基, 形成土工格室结构层, 针对纯砂地基和不同格室焊距的土工格室加筋砂地基进行多组模型试验. 分析试验所得荷载-沉降曲线, 结果表明土工格室加筋能明显提高地基承载力,减少地基沉降. 在一定范围内, 格室焊距越小, 加筋效果越明显. 将Winkler弹性地基梁计算方法运用于高强土工格室加筋砂地基沉降计算中, 得出弹性地基梁的有限长梁解, 通过试验所得实测数据较为精确地确定了计算所需参数; 对比试验和计算结果, 给出了高强土工格室加筋砂地基结构层变形计算方法, 并且得出高强土工格室这一新型材料的相关计算参数.     

高强钢梁柱外伸式端板节点常温与火灾后性能参数分析

为了解端板厚度、螺栓直径、螺栓预紧力、柱翼缘厚度、端板钢材强度及过火温度等因素对高强钢端板连接节点力学性能的影响,对薄高强钢端板替代厚普通钢端板这一设计理念进行深入探讨,采用ABAQUS对高强钢端板连接节点进行有限元分析.有限元分析结果表明:端板厚度增加,节点的初始转动刚度和极限承载力提高,转动能力下降;螺栓直径增加,节点的初始转动刚度、极限承载力及转动能力均提高;螺栓预紧力增加,节点的初始转动刚度提高,极限承载力和转动能力基本不变;柱翼缘厚度增加,节点的初始转动刚度提高,极限承载力基本不变,转动能力略有减小;端板钢材强度增加,节点的初始刚度基本不变,极限承载力提高,转动能力在端板钢材强度不超过Q460时基本不变,高于Q460后显著减小;与采用较厚普通钢端板的节点相比,采用薄高强钢端板的节点常温下和火灾后均可达到相似的承载力、相近甚至更高的转动能力;端板连接节点火灾后可能发生失效模式转变,甚至由延性转变为脆性的失效模式.     

水平缝螺栓连接的全装配式复合墙体 受力性能试验研究

提出一种用于全装配式复合墙体水平接缝的干式连接方法,通过预埋钢件、L形钢连接件和高强螺栓来连接预制墙体和上、下层结构.为研究采用此种干式连接方式绿色装配式复合墙体的抗震性能和连接件的受力性能,以钢连接件厚度和高强螺栓规格(直径和预拉力)为关键参数,设计5榀墙体试件进行单调加载试验,对试件的破坏模式、水平荷载-位移曲线、特征值点、抗震性能指标、连接件的应变、连接件与墙板的相对滑移进行研究.研究结果表明:水平缝采用螺栓连接的试件变形能力较强,极限位移角达1/25时仍具有较高的承载力;增加钢连接件厚度可提升试件的承载力和初始刚度,但高强螺栓规格对试件承载力和刚度无明显影响.