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.     

大六角头高强度螺栓连接的质量控制关键点

介绍了钢结构及高强度螺栓连接工艺的优点,通过工程实例详细阐述了对大六角头高强度螺栓的质量关键点的控制以及高强度螺栓连接操作的质量检查。     

六角端面六角头螺栓扭矩系数理论计算

螺栓紧固件在工程中得到广泛应用,其扭矩系数反映了在拧紧过程中预紧力与扭矩之间的关系.目前螺栓扭矩系数的研究大多集中于圆环端面螺栓,对于其他端面类型螺栓的研究相对较少.通过受力分析,建立了六角端面六角头螺栓的力学模型.利用圆环端面扭矩的计算公式,推导出六角端面六角头螺栓预紧力与扭矩的关系,并给出扭矩系数的精确计算公式.然后采用拧紧试验机对不同尺寸螺栓的扭矩系数进行实验测量,将理论结果与实测结果相比较,结果表明,理论结果与实验结果相吻合.     

装配式钢结构建筑中M24高强度螺栓常幅疲劳设计方法的建立

M24高强度螺栓是装配式钢结构建筑中应用最广泛的螺栓规格之一。借助美国进口的MTS Landmark 370.50伺服液压疲劳试验机,针对20MnTiB、10.9级、M24高强度大六角头螺栓进行了3个静力拉伸试验和14个常幅疲劳试验,通过断口分析揭示了疲劳破坏的特点及机理,得到了相应的疲劳曲线,建立了其常幅疲劳设计方法,并建议将该连接构造归入《钢结构设计标准》(GB 50017-2017)表16.2.1-1中的Z5类。     

高强度内六角螺栓的成形破裂研究

本文分析了高强度内六角螺栓的变形模式,提出了角部金属流动的应变表达式,并通过35CrMoA等高强度材料的实验研究,导出了材料破裂极限,其研究结果可以指导高强度多边形型腔零件和轴对称零件的冷锻生产.     

不锈钢螺栓应变松弛的长时间试验监测

目的考察不锈钢盖板连接中不锈钢螺栓的应变松弛性能,对不锈钢构件螺栓连接中预紧力螺栓的应用和扭矩的检查提出建议.方法采用实验方法对12个试件中的28个不锈钢螺栓的预拉应变进行了监测,试件包括三种板件表面处理方式(喷砂、拉丝、割痕)和未处理表面情况,以及三种螺栓种类(10.9级镀锌高强螺栓、A4-70不锈钢螺栓、A4-80不锈钢螺栓).结果实验获得了螺栓终拧之后预拉应变47 h以上的应变随时间的变化情况,其中平整度较好的表面处理应变变化早于平整度较差的情况趋于稳定,同时对于设有弹簧垫片的情况未检测到明显应变松弛.结论建议对于平整度较好的表面处理,扭矩检查最佳时间为终拧后20h,而对于平整度较差的情况,扭矩检查最佳时间为终拧后25~30h以后,如果有弹簧垫片的奥氏体不锈钢螺栓无明显应变松弛现象,扭矩检查在终拧后0.5h进行即可.     

电弧喷涂铝对高强度螺栓摩擦型连接面抗滑移系数的影响

利用电弧喷涂方法在高强度螺栓摩擦型接面上喷涂一层铝涂层。试验结果表明,该方法能明显提高高强度螺栓摩擦型连接面的抗滑移系数。同时,进行了在自然暴露环境下抗滑移系数随时间变化规律的测试。随时间的延长抗滑移系数在3个月内明显衰减;随后变化缓慢,趋向恒定值。     

火灾后高强螺栓连接预拉力松弛试验

针对火灾后高强螺栓预拉力松弛现象,通过对81个受力状态下的高强螺栓试件模拟过火试验,分别加热至不同高温,再经不同方式冷却后测定螺栓预拉力。研究了高温冷却后高强螺栓预拉力松弛变化规律。基于试验数据分析,提出了经高温自然冷却以及消防喷水冷却至常温后,高强螺栓预拉力松弛系数计算公式。研究结果表明:高强螺栓经历300℃高温冷却后预拉力损失大约15%~40%,500℃高温后高强螺栓预拉力损失大约90%;自然冷却后螺栓比喷水冷却螺栓预拉力松弛程度大,且随螺栓杆径的增大这种差距越大;螺栓型号的不同,对自然冷却后高强螺栓预拉力松弛影响不明显,对高温喷水冷却后高强螺栓预拉力松弛影响表现为螺栓杆直径越小,高温喷水冷却后预拉力损失越大。     

纤维混凝土核废料贮存容器可靠度分析

以复掺聚丙烯-玄武岩纤维混凝土为研究对象,对试块进行室内单轴压缩蠕变试验研究,采用Burgers模型拟合蠕变方程.通过等时应力-应变曲线,分析材料弹性模量随时间递减的变化规律,结合试验获取的极限应变和拉压比,最终得到抗拉强度随时间的变化规律作为可靠度评判的标准.其次,运用ANSYS软件分析得到贮存容器300a服役期内时变衰变热-力耦合作用下温度应力.最后,考虑热工参数的不确定性,运用蒙特卡洛随机抽样法得到核废料贮存容器的失效概率.结果表明:失效概率随服役期呈上升趋势,100a内增幅较大,100~300a增长趋势变缓,300a时达到064%.证明纤维混凝土材料自身劣化是导致贮存容器耐久性下降的重要因素.     

黏弹性松弛函数的积分表示

讨论了松弛函数的积分表示.用Laplace变换方法得到了Maxwell模型的应力应变关系方程,方程中的松弛函数可以用Mittag-Leffler函数表示.由于大的负变元的存在,计算起来非常困难,运用连续松驰谱法将Mittag-Leffler函数用积分的形式来表示,从而解决了这个问题.通过数值算例说明了该结果的有效性.     

黏弹性松弛函数的积分表示（英文）

讨论了松弛函数的积分表示.用Laplace变换方法得到了Maxwell模型的应力应变关系方程,方程中的松弛函数可以用Mittag-Leffler函数表示.由于大的负变元的存在,计算起来非常困难,运用连续松驰谱法将Mittag-Leffler函数用积分的形式来表示,从而解决了这个问题.通过数值算例说明了该结果的有效性.     

聚氨酯弹性体粘弹本构建模

研究了聚氨酯弹性体材料在压缩变形时的率相关特性.根据不同压缩应变率下的响应特性,确定了材料的瞬态响应,利用多步松弛试验确定了材料平衡响应.通过瞬态响应和平衡响应研究材料瞬态模量和平衡模量之间的关系,发现随压缩应变其变化趋势是一致的,可利用最小二乘法确定两者的差值.用五项Mooney-Rivlin应变能函数分别对材料的瞬态响应和平衡响应建模,用Prony级数所表示的松弛函数建立线性粘弹模型.通过瞬态响应、平衡响应和单步松弛确定材料的松弛强度和松弛时间.将非线性超弹模型和线性粘弹模型相结合,建立了聚氨酯弹性体材料的非线性粘弹本构模型.通过对所建模型的数值解与试验结果的比较,证明所建立的非线性粘弹本构模型能很好地描述聚氨酯弹性体材料在压缩时的力学特性.     

横观各向同性岩石临界应变能释放率试验研究

为了探究层状板岩裂纹扩展的各向异性,利用MTS insight电子拉力试验机,采用双扭常位移松弛试验对横观各向同性板岩断裂力学参数(弹性模量,剪切模量,泊松比,抗压强度)进行测试,得到临界应变能释放率。通过对试验结果进行分析,探讨横观各向同性板岩的临界应变能释放率随层理角度、抗压强度和弹性模量的变化规律。研究结果表明:板岩受层理构造的影响,临界应变能释放率随层理角度的增加先减小后增大,呈现出两端大、中间小的"U"形变化规律,并且随着抗压强度和弹性模量的增大,临界应变能释放率也相应增大,且呈很好的线性关系。     

PSJ加固T形RC梁钢板箍有效预应力的计算方法

为确定不同加固阶段预应力钢板箍(PSJ)的有效预应力计算方法,对加固过程中和加固之后PSJ的实际应变进行监测.通过对原型试件加固过程的监测,提出螺栓预紧扭矩和PSJ有效应变之间的关系.对10个加固后的PSJ进行200h的应变监测,研究不同预应力水平下PSJ应变随时间的变化规律.研究结果表明:预应力水平较低时,PSJ有效应力随时间有一定波动,预应力未出现明显衰减;预应力水平较高时,PSJ有效预应力随时间衰减,最大衰减比为35%.     

基于AutoCAD的零件结构参数查询功能开发

按设计手册中六角头螺栓的结构参数创建数据库,用户只需通过使用DCL编写的查询对话框选定螺栓直径,就可以由所开发的AutoLISP程序按指定直径自动查询六角头螺栓的结构参数.经在AutoCAD环境中实际使用,发现该查询功能操作简单、效率较高,能完全替代查阅设计手册,给设计工作带来了极大的方便.     

硫化胶等温热氧老化时应力松弛和压缩永久变形性能的研究

从分数阶粘弹理论出发,利用Fox-H函数提出了描述硫化胶在热氧老化时应力松弛和压缩永久变形性能变化规律的一个二元数学模型.基于遗传算法和共轭梯度法确定最优化模型参数,利用该模型拟合了2种硫化胶的应力松弛系数和永久变形率随时间变化的数据.结果表明,该模型可以对硫化胶的应力松弛和压缩永久变形性能的老化给出很好的描述.     

打磨机器人的打磨头螺栓组系统可靠性分析

在使用螺栓组连接的整体结构中,螺栓组的可靠性直接影响整体结构的可靠性.传统的螺栓组可靠性分析方法认为螺栓参数是确定的,而在实际工况中螺栓参数具有一定的随机不确定性,从而产生较大误差.为准确评估螺栓组的可靠性,以某打磨机器人的打磨头螺栓组为例,建立打磨头有限元分析模型并进行静力学分析,通过螺栓连接实验验证螺栓连接有限元模型的准确性;将螺栓组视为系统,考虑螺栓参数随机性的影响,以螺栓最大应力值是否超过屈服极限为判别条件建立极限状态函数,结合Kriging模型拟合方法进行可靠性分析,探究系统可靠度随螺栓预紧力的变化规律.结果表明,螺栓组系统可靠度受到随机因素的影响,由多个螺栓共同决定,并随螺栓预紧力增大而减小.     

二维“液态”等离子体晶格的分析

为了研究二维等离子体晶格的结构和动力学特性, 在射频等离子体环境下进行了一组实验. 以一次实验所得到的等离子体晶格的数据为基础, 计算出径向分布函数、角相关函数和平均平方位移. 通过对3个函数曲线图的分析, 发现角相关函数随晶格间距的增加呈振荡减小的趋势与e^−r的曲线拟合的结果基本一致; 平均平方位移随时间单调增加; 结合径向分布函数随晶格间距的变化规律, 可以得出此二维等离子体晶格处于“液态”. 文中内容和采用的方法对研究凝聚态物理和胶体物理有一定帮助.     

塔式起重机高强度螺栓力学特性研究

为了分析塔式起重机高强度螺栓的机械特性,采用理论分析和有限元分析对高强度螺栓进行研究,得到了预紧后的螺栓组应力,加载后的螺栓组应力和加载后的螺栓部分应力云图。分析结果表明：计算的安全系数为,比载荷组合B所需安全系数1.34大,螺栓联接具有一定的可靠性。     

爆破振动作用下断层破碎带抗剪强度的劣化规律试验研究

结合大冶铁矿露天转地下开采边坡工程背景,基于相似理论和振动台模型试验,对爆破振动作用下高陡边坡断层破碎带抗剪强度变化规律进行研究。研究结果表明:1)爆破振动加载强度在小于5.0 m/s~2时,断层破碎带峰值抗剪强度随加载时间的增加呈现出累积渐进破坏的变化规律,爆破振动加载强度在7.0 m/s~2时,断层破碎带峰值抗剪强度随加时间的增加呈现出惯性失稳破坏的变化规律;2)断层破碎带黏聚力和内摩擦角随加载时间的增加呈现出二次函数的衰减关系,且其累积渐进破坏过程表现出渐变弱化、加速弱化和塑性区贯通破坏3个阶段的变化规律;3)断层破碎带黏聚力和内摩擦角随加载强度的增加呈现线性函数的衰减关系;4)断层破碎带黏聚力和内摩擦角弱化幅度随加载强度的增加而增大,随加载时间的增加呈现先增大后减小的趋势,且黏聚力对于加载时间的敏感程度较内摩擦角的大。