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.     

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。     

基于ANSYS接触分析的高强度螺栓节点数值模拟

采用通用的有限元程序ANSYS10.0对摩擦型高强度螺栓节点纯受弯荷载作用下的受力情况进行了接触分析,对数值模拟过程中的单元类型、预应力的施加方式、约束条件及各单元的实常数进行了系统的研究.结果表明:顶板螺栓外侧的螺栓的分担的剪应力大于内侧螺栓分担的剪应力,腹板螺栓靠近节点板上角的螺栓附近的滑移量最大.本文中的数值模拟方法可用于研究摩擦型高强度螺栓节点的摩擦力分布规律及极限承载能力,弥补试验过程中的不足.     

玻璃结构高强度螺栓连接试验及可行性分析

通过试验研究了玻璃结构高强度螺栓连接的可行性,确定了不锈钢螺栓合理的预拉力值.结果表明,不锈钢螺栓施加预拉力时需涂抹润滑剂以降低其扭矩系数,其中二硫化钼润滑效果最好,扭矩系数约0.15.垫片的材料对不锈钢螺栓预拉力的损失影响较小,不锈钢螺栓预拉力扭矩检查最佳时间为终拧25 h以后.玻璃结构高强度螺栓连接时应使用固化后硬度较小的胶粘结不锈钢板与铝垫片,避免玻璃应力集中破坏.抗滑移试验应使用引伸计确定试件的滑移时刻以计算抗滑移系数,玻璃的摩擦面酸蚀处理对试件的抗滑移系数有明显作用,抗滑移系数可达0.3.     

腐蚀后M24高强度螺栓疲劳性能试验

为了探究高强度螺栓腐蚀后的疲劳性能,本文对浸油和无浸油的M24高强度螺栓开展了中性盐雾加速腐蚀试验,对不同腐蚀程度的高强度螺栓分别开展了形貌观察和常幅疲劳试验。结果表明：所有高强度螺栓表面锈层均由内锈层和外锈层组成;腐蚀后螺牙根部存在着蚀坑,浸油和无浸油螺栓腐蚀150天后螺牙根部的蚀坑直径达到1.5mm;随着腐蚀时间的增加螺栓的疲劳寿命逐渐降低,浸油和无浸油螺栓腐蚀150天之后疲劳寿命分别下降了36%和28%;由于浸油螺栓表面的保护层在腐蚀前期被破坏,相同腐蚀时间浸油和无浸油两种螺栓的疲劳寿命相差较小。     

螺栓球节点中高强度螺栓的超低周疲劳破坏特征

为研究大震下网格结构螺栓球节点的破坏特征及机理,设计了杆件与螺栓球节点组合试件,采用FCS电液伺服结构试验系统对试件进行低周往复加载试验,加载制度为不对成等幅加载,获得了不同幅值加载下试件中高强度螺栓的变形特征。通过对高强螺栓断口的宏、微观分析探讨螺栓球节点中高强度螺栓低周疲劳破坏特征及机理,获得以下结论：随着加载制度中位移幅值增大,螺栓球节点组合试件中高强度螺栓的疲劳寿命减小,断口的疲劳源增加,扩展区面积减小,瞬断区表面不平整性程度提高;在较低位移幅值的加载制度下,螺栓的起裂机理偏向脆性断裂,随着加载制度位移幅值增大高强度螺栓的起裂机理由脆性断裂向准解理断裂转变,螺栓断口的瞬断区呈现偏向韧性断裂的特征。     

钢网架用大直径高强度螺栓双相热处理工艺研究

将双相热处理技术用于大直径高强度螺栓并进行试验,试验结果表明双相热处理工艺是可取的,从而为生产大直径高强度螺栓提供了重要的技术方向,尤其为达到200万次疲劳性能指标提供了组织可能性     

负载下焊接加固钢结构端板连接节点承载性能试验

为研究端板连接节点初始负载对焊接加固受力性能的影响,进行了端板连接节点端板侧焊缝加固的静载试验.试验包括4个不同负载等级,并与文献[2]中未加固的端板连接节点做对比分析,材料类型除10.9级M20高强度摩擦型螺栓外均为Q345B级钢.本文研究了不同负载等级下高强度螺栓的受力特性以及节点域的破坏形式,给出了螺栓的拉力分布状态、节点域的剪切变形以及节点弯矩-转角曲线.     

风力发电机塔筒法兰高强度螺栓疲劳强度分析

以风力发电机塔筒法兰高强度螺栓为研究对象,考虑外载对疲劳损伤的影响,建立风力发电机塔筒法兰高强度螺栓疲劳强度分析的方法.首先,以连接截面受力状况作为损伤参量,借助塔筒等效模型确定最大受载截面;其次,采用Schmidt-Neuper算法获得塔筒任意扇面所受外载,并基于有限元模型研究外载与高强度螺栓内应力的关系,建立高强度螺栓疲劳损伤分布模型;最后,考虑预紧力的影响,对比研究不同螺栓预紧力疲劳累积损伤值,确定最优螺栓预紧力.结果表明,整圈法兰螺栓疲劳累积损伤最大位置为-4.17°和175.87°,预紧力比例为70%时螺栓预紧力最为合适.     

高强度螺栓的静拉伸断裂分析

本文用20Mn_2TiB、16CrMnB和40Cr钢制成的M24的10.9和12.9级高强度螺栓,进行静拉伸试验、偏斜角度为0°、5°和10°,测定其螺纹断裂强度和断面收缩率;对静拉伸载荷下的断裂过程、方式和特征进行宏观和微观观测分析。根据这些试验结果讨论了高强度螺栓是否要淬透问题,对ISO898/1—1978关于高强度螺栓的淬透性要求提出了商榷意见,并讨论了低碳马氏体高强度螺栓的优越性。试验结果表明:高强度螺栓断裂时,主裂纹往往在螺母下1～3扣萌生,而且裂纹沅一般是从牙沟亚表面萌生,向中心扩展的,剪切唇和稳定扩展区的总厚度一般小于螺纹内径的1/2。所以,在保证静强度满足设计要求前提下,只要获得一定层深全马氏体层,螺纹即具备良好的抗裂纹萌生和稳定扩展的能力,不必追求螺栓截面基本淬透。     

某型飞机防护栅套管固定螺栓断裂原因分析

某型飞机进气道防护栅转轴与套管固定螺栓断裂,经过对该高强度断裂螺栓断裂面的沿晶脆性分析、材料分析以及对3个该处螺栓进行的破坏试验和该螺栓受力情况的综合分析,排除该处螺栓的制造缺陷和定力过度导致螺栓断裂的原因后,认为该处螺栓在进行特检和大修更换开口销时震动进而导致螺栓松动引起了螺栓断裂,是由于松动而被打坏的.外场检查时,在确定磁粉探伤无裂纹的前提下,应采用正确的定力方法对该处螺栓进行安装,并确保拧紧.     

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。     

网架结构螺栓球节点中M39高强度螺栓变幅疲劳性能试验

螺栓球网架结构在悬挂吊车循环荷载作用下,节点处高强度螺栓易发生疲劳破坏。本文利用MTS疲劳试验机完成了7组M39高强度螺栓在轴向拉伸应力循环下的变幅疲劳试验,通过对疲劳断口的形貌分析,揭示了变幅疲劳的破坏特征,基于miner线性累计损伤法则对试验数据进行折算,得到对应的等效常幅应力,经拟合绘制了变幅疲劳破坏的S-N曲线并给出表达式,最后将此次变幅疲劳数据和已有的M39高强度螺栓常幅疲劳对比,证明了变幅疲劳破坏寿命可以等效成常幅疲劳问题来分析计算。本次变幅疲劳试验结果所得的应力循环次数达200万次时对应的容许应力幅为现行规范中的1.45倍。     

钢结构大六角头高强度螺栓应变松弛分析

为了研究钢结构端板连接大六角头高强度螺栓应变松弛随时间变化规律,在试验研究基础上,对58个10.9级高强螺栓应变松弛的实测结果进行了拟合,得到了应变松弛随时间变化的函数。分别采用平移法、断面法及概率统计分析法分析,得到了不同保证率下的高强度螺栓应变松弛函数。结果表明:该文提出的函数能够表达大六角头高强度螺栓应变松弛随时间变化规律;在3种方法中,概率统计分析法得到的结果更为准确。     

端板连接高强度螺栓受力特性试验研究

为研究钢结构梁柱外伸式端板连接中摩擦型高强度螺栓的受力特性,对5个不同构造的试件进行了试验研究,并且采取特殊方法测量了螺栓的拉力分布状态,研究了端板厚度、螺栓直径等因素对螺栓受力特性的影响．试验结果表明：受拉区螺栓同时承受拉力和弯矩,螺栓与端板的相对强弱决定了螺栓承受弯矩的大小,不同的节点计算模型则适用于不同的节点构造．最后根据试验结果对外伸式端板连接节点提出了设计建议．     

变形工艺对CSP微合金高强度钢组织和性能的影响

在热模拟实验机上进行不同变形温度和冷却速度试验,研究低温区变形温度和冷却工艺对CSP生产线上微合金高强度钢的组织和性能的影响.试验结果表明,变形应在单相奥氏体区内完成,适当降低变形温度有利于得到细小均匀的贝氏体组织;冷却速度对贝氏体组织有明显影响,冷却速度越快,贝氏体组织越细小,强度越高.     

高强度螺栓强度试验及在不同规范中的比较

本文通过三组不同试件的试验 ,对磨擦型和承压型两种高度螺栓连接形式的工作机理和失效形式进行了试验研究。同时 ,把试验结果和不同规范中的取得进行了分析比较。试验分析结果为以后的高强度螺栓连接设计提供了相关依据     

兆瓦级风力机偏航齿圈高强度联接螺栓螺纹表面裂纹扩展分析

建立兆瓦级风力机偏航齿圈与塔架法兰处高强度联接螺栓联接三维模型并在Hypermesh前处理,在ABAQUS建立高强度联接螺栓接触模型,按照不同裂纹深度和不同裂纹长度对高强度联接螺栓螺纹底端表面裂纹和螺纹顶端表面裂纹的扩展进行仿真分析。研究结果表明:高强度联接螺栓最大应力位置与裂纹位置无关,均出现在螺纹连接第1个螺纹处;当初始裂纹设置在第1个螺纹处时,由于高强度联接螺栓联接结构裂纹处产生应力集中、发生裂纹扩展现象,导致高强度联接螺栓应力过大,严重影响连接可靠性,故应特别注意此类裂纹,并防止其出现。     

新型扭剪型单边高强度螺栓的参数分析

通过轴向拉伸静力试验,研究套筒类型、螺栓头锥度等设计参数对新型扭剪型单边高强度螺栓抗拉承载力的影响.结果表明,新型扭剪型单边螺栓共呈现出4种破坏形态:安装时套筒拉脱、加载过程中套筒拉脱、加载过程中套筒剪断和安装时套筒剪断.在套筒类型相同的情况下,随着锥形螺栓头锥度增加,单边螺栓承载力降低;分体式套筒比一体式套筒具有更大的强度优势.新型扭剪型单边螺栓采用分体式套筒、25°锥度螺栓头时极限抗拉承载力最高,此型号M20新型扭剪型单边螺栓建议抗拉设计承载力为50 kN.     

不同种类螺栓的不锈钢端板连接节点抗震性能试验研究

端板连接是门式钢架和多层钢框架中常用的节点形式,而目前少有针对不锈钢结构端板连接节点的相关研究.本文对4种类型的螺栓(镀锌高强度螺栓10.9级、8.8级,奥氏体不锈钢螺栓A4-70、A4-80)和不同端板厚度的不锈钢结构外伸式端板连接节点进行循环荷载下的破坏试验,研究其节点破坏形态、承载力及延性,并与有限元计算结果进行对比.试验结果表明:不锈钢螺栓端板连接节点的滞回曲线呈Z形,且其耗能系数仅为镀锌高强度螺栓端板节点的40%,;当端板较薄时,节点的抗震性能均有显著提高;通过有限元分析与试验结果的比较,验证了有限元模型的正确性.研究结果表明,所有试件的滞回曲线均具有不同程度的滑移捏缩现象,不锈钢螺栓端板连接节点、端板越薄时捏缩现象越明显,因此需从设计上加以改进,同时不锈钢摩擦面的处理工艺也需进一步开发,以提高不锈钢面的抗滑移系数.