偏载作用下半刚性螺栓节点的修正计算方法

为了获取偏压荷载作用下螺栓节点的理论简化和计算方法，对螺栓连接的梁式反力系统进行了静载试验、理论计算和有限元分析。通过理论计算和有限元分析，对反力梁不规则变截面进行截面等效简化，提出了钢结构反力梁的结构组合系数，能够快速准确的计算不规则变截面梁的惯性矩。基于此，采用试验和理论计算，解决了螺栓节点的理论简化和计算方法问题。结果表明：在理论计算中，将螺栓节点简化为固定支座，引入修正系数，对理论结果进行修正，能够很好的反映出反力梁的实际挠度变形，其修正系数可为后续螺栓连接的设计者提供参考。     

预制压型钢板混凝土组合板和钢梁连接及其有限元分析

为了满足预制组合板和钢梁连接节点的承载和变形要求，提出了一种新型的压型钢板混凝土组合板和钢梁整体预制的法兰板-螺栓连接节点.使用ABAQUS分别建立了现浇、预制节点模型，对比了两者在同等条件下的受力性能，并分析了栓钉数、组合板的厚度和长度、螺栓数和法兰板厚度对预制节点模型受力性能的影响.结果表明:预制节点的受力性能与现浇节点相似，设计预制节点时应采用96个栓钉、8个螺栓，以及200mm厚、5.1~6.6m长的组合板及10mm厚的法兰板.     

栓接装配式钢-混凝土组合梁及其抗剪键的力学性能研究

为了探究摩擦型高强度螺栓在装配式钢-混凝土组合梁中的适用性,采用ABAQUS有限元软件建立了推出试件和简支梁试件的有限元模型。在试验结果验证模拟可靠性的基础上,研究了螺栓预拉力、螺栓孔径、混凝土强度和螺栓强度等因素对单个抗剪键及整体组合梁的影响。分析结果表明：抗剪键的受力过程分为摩擦、滑移、承压和破坏四个阶段；螺栓预拉力、混凝土强度的增大有利于提高摩擦型高强度螺栓的极限承载力和承压抗剪刚度,较大的混凝土孔隙显著降低了螺栓抗剪刚度；提高螺栓预紧力或提高混凝土强度均可增强钢与混凝土部件的组合作用,相反,在抗剪连接程度不变的情况下,提高螺栓等级导致界面刚度分布不均,不利于滑移控制。     

冷弯厚壁型钢螺栓连接抗剪性能试验

通过30个厚度为10 mm的冷弯厚壁型钢螺栓连接件的静力拉伸试验，考察不同边距、端距下试件的破坏模式、抗剪承载力及相关规范的适用性，并基于试验结果对规程建议公式进行修正.研究结果表明：在考察的边距、端距范围内，试件出现净截面、剪出、剪出与孔壁承压混合三种破坏模式；当试件发生剪出和剪出与孔壁承压混合破坏时，剪切破坏面上存在裂缝；试件达到极限承载力之前，出现在螺栓孔前的裂缝会减小钢板的受剪面积，导致试件抗剪承载力的计算结果高于实测结果；基于实际受剪面修正的剪出破坏承载力计算公式概念清晰，计算精度高；修正后美国规范AISC 360-16的计算结果与试验结果吻合最好，未修正的美国规范ANSI/AISC 360-16次之，而欧洲规范EN 1993-1-8的计算结果偏保守，中国规范GB 50018-2002的计算结果过于保守.     

高强度螺栓高温后材料性能试验研究

为考察高强度螺栓高温后材料力学性能，对10.9级M22大六角头高强度螺栓高温冷却后试样进行拉伸试验，研究了不同加热温度、不同冷却方式下高强度螺栓材料的屈服强度、抗拉强度和弹性模量的变化规律.结果表明，两种冷却方式下，高强度螺栓材料力学性能的变化规律基本一致，当加热温度不超过400℃时，高强度螺栓材料的屈服强度、抗拉强度基本不受加热温度的影响；当温度不超过300℃时，弹性模量基本不变.随着温度升高，高强度螺栓材料的屈服强度、抗拉强度、弹性模量迅速下降，当温度达到600℃时，高强度螺栓材料的屈服强度、抗拉强度、弹性模量下降到常温的70%～78%.根据试验结果，拟合得到高强度螺栓高温后材料的屈服强度、抗拉强度和弹性模量的折减系数计算公式.屈服强度、抗拉强度的折减系数结果与部分文献的结果一致，但弹性模量折减系数相差较大，有待进一步研究.     

长期盐雾腐蚀下高强螺栓受拉性能试验

为了研究腐蚀对高强螺栓受拉性能的影响，本文开展了中性盐雾加速腐蚀试验和拉力试验，结合质量损失率、电子显微镜和光学显微镜观察、理论分析等方法对比了不同腐蚀周期对高强螺栓腐蚀形貌及力学性能的影响。建立了高强螺栓质量损失率、腐蚀失重与腐蚀时间的幂函数关系，发现内外锈层的厚度均随腐蚀天数显著增加。此外，发现了高强螺栓的两种破坏模式：螺栓拉断和螺栓滑丝脱扣，腐蚀时间为180天（质量损失率7.8%）为两种破坏模式转化的临界点，腐蚀天数小于180天时发生螺栓拉断，反之螺栓滑丝脱扣破坏。在此基础上，建立了抗拉承载力Fm、抗拉强度Rm、相对刚度E、非比例延伸强度Rpf伴随质量损失率η劣化的定量公式，与两种破坏模式对应，Fm、Rm、E与η呈分段式线性下降关系。     

基于YOLOv5s-T和RGB-D相机的螺栓检测与定位系统

机器人替代人工紧固角钢塔螺栓是解决高空作业安全问题的途径之一. 针对角钢塔螺栓紧固机器人的作业需求，提出了一种基于神经网络和RGB-D相机的角钢塔主材螺栓检测与定位系统，将轻量化的YOLOv5s-T网络应用于英特尔?实感?深度摄像头D435i采集的图像，实现了角钢塔主材螺栓的实时检测、三维定位及重新排序等功能. 经实验验证，YOLOv5s-T在基本不降低均值平均精度（mean average precision，mAP）的情况下，推理速度提高约31%；用RGB-D相机测得的三维坐标计算相邻螺栓间距，平均误差小于1 mm. 对主材螺栓排序算法进行验证，RGB-D相机正对螺栓组模板时，模板的正确排序率不低于95%，可快速引导6自由度机械臂末端到达螺栓紧固点.      

基于Iwan模型的螺栓非线性接触建模与参数辨识

螺栓连接在使用过程中会产生非线性现象，主要包括微观碰磨与宏观滑移等。本文主要建立了基于Iwan模型的螺栓连接结构动力学模型，并通过实验研究实现了模型的参数辨识。引入六参数Iwan模型，对力-位移方程进行数值求解，绘制Iwan模型非线性位移与非线性力关系曲线，解决了传统螺栓连接模型计算精度不高的问题。针对螺栓结构动力学模型参数辨识问题，采用万能试验机拉伸实验与振动实验平台激振试验结合，识别构建的模型参数，实现模型构建。实验结果表明随着螺栓直径的增加，宏观滑移残余刚度会随之增加。研究结果可为螺栓结构设计分析与计算提供参考。