螺纹钢筋控冷时传热行为的有限元解析与仿真

采用有限元方法对螺纹钢筋轧后控冷时的传热行为进行了数学解析,并在ANSYS有限元软件的平台上进行二次开发编程,对钢筋在控冷过程中的温度场变化进行了计算机仿真,所得结果与实测符合得较好,可满足开发高强钢筋时组织性能的控制与预报的要求.     

20MnSi钢筋冷却的淬透层深度

通过数值方法求解20MnSi钢筋在线冷却过程中的温度场，进而求得组织场，并分析了各控冷工艺参数对20MnSi钢筋在线冷却过程中的淬透层深度的影响．结果表明：组织场的实验结果与计算结果符合较好，可以通过调整控冷工艺参数控制淬透层深度，为得到高强钢筋需要增大冷却水量，降低冷却水温；钢筋端面单元剖分的粗细会影响计算结果，使淬透层深度与控冷工艺参数之间呈阶跃式变化．     

钢筋黏结滑移模型及OpenSees有限元模拟

基于钢筋混凝土构件端部锚固钢筋黏结-滑移机理,在Ustuner局部黏结应力-滑移关系的基础上推导出钢筋应力-滑移关系骨架曲线的计算方法.分析了配箍率、混凝土的有效约束宽度、钢筋延伸长度对钢筋应力-滑移关系的影响.将推导的钢筋应力-滑移关系曲线应用于OpenSees有限元软件中,对已有的2根既有钢筋混凝土构件进行有限元模拟,分析结果与试验结果符合良好.     

钢筋与混凝土间的黏结滑移在ANSYS中的模拟

在有限元计算分析中，钢筋与混凝土间的黏结滑移需要用特殊的单元来进行模拟．为了寻找一条简便有效的方法，基于Houde黏结滑移理论，在ANSYS中用COMBIN39三维非线性弹簧单元来模拟钢筋与混凝土间的黏结滑移取得了很好的效果、因此可以用COMBIN39单元来模拟钢筋与混凝土间的黏结滑移．     

轻型钢筋混凝土复合楼板的三维有限元分析

建立混凝土钢筋复合楼板的三维有限元模型，研究轻型钢筋混凝土复合楼板在常温静载下的力学性能，得到了复合楼板全场的应力分布以及钢筋与混凝土交界处的应力分布，对进一步研究火灾条件下复合楼板的力学性能奠定了基础。     

钢筋桁架楼承板-U形钢组合梁 不同抗剪连接方式的受弯性能

为了合理利用在装配式钢结构建筑中应用广泛的钢筋桁架楼承板,将钢筋桁架的下弦钢筋焊接于U形钢梁的上翼缘作为一种新型的抗剪连接件,设计了4根采用钢筋桁架、角钢、栓钉及其组合抗剪连接方式的简支U形钢-混凝土组合梁,并对其进行了静力试验研究和有限元分析,考察了不同抗剪连接方式对其正截面受弯性能的影响.试验结果表明:试件的破坏形态为整体弯曲破坏和端部滑移破坏;仅采用钢筋桁架作为抗剪连接件的试件不能达到完全抗剪连接,可再配置适量栓钉以提高其组合作用;采用钢筋桁架与栓钉作为组合抗剪连接方式的试件的抗剪连接性能优于采用钢筋桁架与角钢作为组合抗剪连接方式的试件.同时运用ABAQUS对试件进行了有限元分析,有限元分析的受弯承载力值与试验值吻合较好.最后在试验研究和有限元分析的基础上,基于全截面塑性理论,提出了完全抗剪连接的钢筋桁架楼承板-U形钢组合梁在正弯矩作用下的受弯承载力计算公式.     

钢筋混凝土叠合框架顶层角节点的静力性能研究

本文以纵向受拉钢筋配筋率以及纵向受拉钢筋在节点内不同搭接形式为主要变量，通过6榀足尺钢筋混凝土叠合框架时负弯矩作用下的顶层角节点的静力性能进行了试验研究，并对节点的受力性能进行了二维非线性有限元模拟分析，最后根据实验及分析结果提出了支座汉钢筋的锚固构造．     

考虑钢筋偏心影响的新型灌浆套筒力学性能

为了研究钢筋偏心对新型灌浆套筒连接件的套筒应力-应变、灌浆料应力-应变、连接件侧向变形等性能参数的影响,在钢筋整体偏心试件的单向拉伸实验基础上,采用基于内聚力接触属性、三维实体单元及显示动力学的有限元软件ABAQUS建模方式,对钢筋整体偏心与局部偏心2种偏心类型共11个新型灌浆套筒偏心试件进行有限元模拟;结合有限元模型与实验结果,验证该建模方式有限元分析的可靠性。结果表明：套筒最大轴向应力、应变与钢筋偏心距呈正相关;钢筋偏心导致套筒试件产生附加弯矩及侧向位移,造成套筒、灌浆料应力-应变分布不均,应力集中现象明显,增加套筒试件侧向失稳的可能性,降低试件的极限承载力;有限元模型模拟结果与实验结果吻合良好。     

坝下游面钢衬钢筋混凝土管非线性有限元分析

采用解析法对某水电站坝下游面钢衬钢筋混凝土压力管道进行初步设计,确定了钢衬厚度和钢筋配置,对其进行整体三维非线性有限元分析,着重研究了在设计荷载作用下,钢衬和钢筋的应力状态以及管周混凝土的开裂特征．采用将非线性有限元分析与规范解析法相结合的方法,先根据非线性有限元计算的结果,分析得到钢衬钢筋混凝土管的钢筋应力,再将其代入规范解析公式,计算出结构的裂缝宽度,并最终提出了满足结构限裂要求的配筋方案．     

ANSYS的接触分析在钢筋混凝土滑移中的应用

以钢筋-混凝土的拉拔实验的有限元分析为例,介绍了ANSYS有限元软件中的3种接触分析:点-面、点-点、面-面接触;详细描述了接触分析建模的过程及注意事项:最后利用面-面接触单元建立了钢筋与混凝土的拉拔实验的有限元分析模型.进行了相关力学分析,求出钢筋在混凝土中的滑移量及锚固长度,并与规范中的相关数据作比较.结果表明,实验结果与理论值相吻合,证明ANSYS软件能方便地用于钢筋与混凝土间的滑移分析.     

轧后水冷对HRB400钢筋力学性能的影响

HRB400钢筋运用范围逐渐增大,将成为今后的主流产品.对水城钢铁公司生产的轧制后不同冷却制度的Φ25 V强化钢筋的强度、塑性、冲击韧性、高应变低周疲劳性能等力学性能指标进行了测定,并利用显微硬度测试、金相观察及扫描电镜断口观察,发现轧后水冷工艺造成了组织和成分不均匀,使得钢筋强度和高应变低周疲劳性能没有明显提高,并降低了钢筋韧性.试验结果表明水钢HRB400钢筋可以达到国家标准要求,但轧后水冷对于钢筋性能影响不明显.最后总结出在水钢目前实际生产条件下,应不采用轧后控冷工艺.     

铸铁水平连铸用圆结晶器水冷套换热计算方法的研究

建立了铸铁铸用圆结晶器水冷套的换热模型，给出了换热边界条件的确定方法。采用该计算方法可以计算不同水道结构参数和不同水流参数下水冷套的换热效果，其计算结果与实测结果基本符合。该计算方法可为设计结晶器水冷套时使用，并与可已有铸铁水平连铸铸坯凝固过程数值模拟计算程序结合，使之更加完善。     

普碳钢轧制细晶Ⅲ级钢筋的工艺研究

采用控制轧制与控制冷却工艺,在适当调整钢坯化学成分的情况下,利用普碳钢轧制出了直径为6~10 mm的400 MPa细晶粒Ⅲ级钢筋.研究表明,通过复合强化,完全可以实现在不添加微合金元素的情况下,利用普碳钢轧制出满足GB1499-98的Ⅲ级钢筋.利用该工艺已在国内某厂成功轧制Ⅲ级钢筋3 100余吨.     

冷却水流量对大直径棒材冷却效果的影响规律

利用有限元耦合场数值模拟计算方法,对大直径棒材穿水冷却过程进行了三维非稳态数值模拟,研究了冷却水流量对冷却效果的影响规律,并分析了决定冷却水流量的两个因素———冷却器入口截面积及冷却水流流速对冷却效果的影响程度.模拟结果表明:当流量相对较小时,流量的改变对冷却效果的影响较大;当流量增大到一定值后,随着流量的继续增大,对冷却效果的影响逐渐减小;冷却水流流速对冷却效果的影响程度大于冷却器入口截面积.     

螺纹钢筋生产余能利用及其发展前景

对螺纹钢筋轧制过程中余能利用的原理和效果进行了详细阐述,并通过生产实践中的实例进行技术分析,指出通过轧后穿水冷却工艺,可以大幅度降低合金的用量而保证钢筋的综合性能符合标准要求,预期这一工艺的发展前景极其广阔。     

铸铁水平连铸用圆结晶器冷却水道设计的研究

利用计算机数值模拟方法系统地研究了铸铁水平连铸用矩形截面螺旋水道圆结晶器水冷套中水道结构尺寸和水流量对结晶器换热能力的影响结果表明：在等水压条件下，一定长度及直径的结晶器，其水道截面一定时，水道宽度是结晶器换热能力的控制因素；在其它条件相同时，水道截面积增加能有效地提高换热能力；水流量在很大范围内对结晶器换热能力有调节作用。针对铸铁凝固特点，提出铸铁水平连铸用圆结晶器冷却水道的设计原则。     

7075铝合金锻件表面气泡分析

铝合金制品表面缺陷是造成制品报废的主要原因之一。采用光学显微镜（optical microscopy,OM）、扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)、能谱仪（energy disperse spectroscopy,EDS）等检测设备,对7075铝合金挤压棒材经锻造热处理形成的气泡缺陷进行研究。研究结果表明：7075铝合金锻件表面气泡是表皮分层气泡,而非表面夹杂气泡;由于基材加工过程中存在空腔、分层或裂缝,热处理后的冷却过程中空腔压力增大,导致结合薄弱的晶界形成破坏性裂纹,最终以气泡形式表现出来;轧制、挤压、热处理过程中应注意工艺参数的合理性,适当控制生产工艺与热处理温度,有利于减少或消除表皮分层气泡。     

HRB400钢冶炼工艺强化分析——以贵阳长乐钢铁企业为例

针对贵阳长乐钢铁有限公司小电炉生产HRB400热轧带肋钢筋的工艺实践,分析各项强化技术对钢筋性能的影响。发现:在HRB400热轧带肋钢筋生产中,通过对微合金强化、夹杂物控制强化、热轧与冷却控制强化,不仅能生产出满足国标要求的且性能稳定的HRB400热轧带肋钢筋,还可将微合金的使用量降到0.286kg/t钢。     

大断面轴承钢控轧控冷工艺的模拟与分析

利用Gleeble 1500热模拟实验机,研究了轴承钢在850℃终轧后,不同冷却速度对其显微组织结构的影响规律.采用ANSYS有限元软件,模拟了大断面轴承钢在不同工艺制度下的温度场分布.结果表明:冷却速度是影响轴承钢碳化物析出的主要因素,在850℃终轧变形后,为了抑制网状的析出,冷却速度应达到3℃/s左右为宜;轴承钢断面越大,在快速冷却过程中,表面与心部的温度差越大(最大温差约450℃),心部冷却越困难;直径为60 mm以下圆钢,通过冷却强度与冷却制度的合理匹配,可以控制心部的冷速达到3℃/s,从而抑制网状碳化物析出.     

Iron meteorite evidence for early formation and catastrophic disruption of protoplanets

In our Solar System, the planets formed by collisional growth from smaller bodies. Planetesimals collided to form Moon-to-Mars-sized protoplanets in the inner Solar System in 0.1-1 Myr, and these collided more energetically to form planets. Insights into the timing and nature of collisions during planetary accretion can be gained from meteorite studies. In particular, iron meteorites offer the best constraints on early stages of planetary accretion because most are remnants of the oldest bodies, which accreted and melted in <1.5 Myr, forming silicate mantles and iron-nickel metallic cores. Cooling rates for various groups of iron meteorites suggest that if the irons cooled isothermally in the cores of differentiated bodies, as conventionally assumed, these bodies were 5-200 km in diameter. This picture is incompatible, however, with the diverse cooling rates observed within certain groups, most notably the IVA group, but the large uncertainties associated with the measurements do not preclude it. Here we report cooling rates for group IVA iron meteorites that range from 100 to 6,000 K Myr(-1), increasing with decreasing bulk Ni. Improvements in the cooling rate model, smaller error bars, and new data from an independent cooling rate indicator show that the conventional interpretation is no longer viable. Our results require that the IVA meteorites cooled in a 300-km-diameter metallic body that lacked an insulating mantle. This body probably formed approximately 4,500 Myr ago in a 'hit-and-run' collision between Moon-to-Mars-sized protoplanets. This demonstrates that protoplanets of approximately 10(3) km size accreted within the first 1.5 Myr, as proposed by theory, and that fragments of these bodies survived as asteroids.