摩擦型高强螺栓传力性能及缺失的非线性分析

针对钢桁梁桥摩擦型高强螺栓连接出现的螺栓缺失问题,利用ANSYS软件,采用壳单元模拟连接板件,弹簧单元模拟接触面相互作用,对摩擦型高强螺栓连接进行了设计状态和螺栓缺失状态下的非线性有限元分析。结果表明:摩擦型高强螺栓连接发生滑移后,外荷载与螺栓所传剪力之间呈现非线性关系;在无滑移状态,各螺栓所传剪力沿外力方向和其垂直方向均为外侧大,中间小,滑移后趋向均匀;随螺栓缺失个数的增加,螺栓群初始滑移荷载、极限滑移荷载和缺失排螺栓传力比均减小,无滑移和局部滑移时相邻排增大最明显,全面滑移后其余各排则同等增大。因此,在高强螺栓连接的设计中,应对螺栓群受力是否进入非线性进行判断,以确定各排螺栓的实际传力比。     

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.     

钢桁梁桥典型节点高强螺栓受力影响因素分析

随着高强螺栓的出现以及制造工艺的进步,螺栓连接在钢桁梁桥中逐渐占据主体地位,然而钢桁梁桥螺栓脱落的情况较为严重。本文对预紧力、螺栓腐蚀和螺栓缺失等因素对螺栓受力特性的影响进行系统分析。结果表明:在外荷载作用下,节点板最外侧的第一排螺栓的拉应力最大,在养护过程中需重点关注;随螺栓预紧力的减小,螺栓应力呈减小趋势,在养护过程中,需关注预紧力的变化,防止其造成螺栓松动;随螺栓腐蚀面积的增大,螺栓的应力有较大幅度的增加,会增大其断裂概率,需加强巡视并及时更换被腐蚀螺栓;一侧节点板螺栓缺失,会对另外一侧节点板相应位置的螺栓应力产生较大影响,需关注这些螺栓的异常。     

循环荷载作用下高强螺栓端板节点抗震耗能性能

为研究高强螺栓端板节点的抗震耗能性能,进行了7个连接件的循环加载试验,分析了钢管和螺栓的两种典型破坏模式以及钢管柱壁厚、螺栓直径、螺栓孔横向间距、螺栓个数,以及钢管柱截面尺寸对连接件耗能能力的影响。研究结果表明:高强螺栓端板连接件的破坏模式与钢管管壁厚度和螺栓强度有关;增大钢管柱壁厚、螺栓直径和截面尺寸以及增加螺栓个数和减少截面尺寸均能提高节点的耗能能力,增大钢管柱壁厚对节点的耗能性能的提高最为显著。     

螺栓联接的有限元建模方法研究

对螺栓联接的有限元建模方法进行研究和评估.以螺栓-法兰联接为例,基于有限元分析软件ANSYS,建立了3种螺栓联接的有限元模型,即实体螺栓联接模型、梁单元联接模型和刚性单元联接模型.模态试验和应力分析表明,实体螺栓联接模型和梁单元联接模型具有广泛的适用性,可准确分析螺栓联接结构的静态特性和动态特性.相比实体螺栓联接模型,梁单元联接模型在保留了关键细节的同时提高了建模和计算效率.刚性单元联接模型不能模拟螺栓预紧和接触,只适用于模态分析.试验和仿真均表明,螺栓预紧力的大小对结构模态影响很小.仿真表明,螺栓联接表现出复杂的非线性特性,如应力的非线性变化、法兰之间接触状态的变化、螺栓总拉力的非线性变化等.     

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。     

螺栓松动检测的若干关键技术问题

螺栓连接结构在工程建筑领域有广泛的应用,但是螺栓在长期使用中容易产生松动,造成系统结构破坏,因此对螺栓松动情况进行检测具有重要的意义。螺栓松动检测是结构健康检测领域的重要问题,首先综述了螺栓预紧力测量和螺栓松动检测的基本理论和实现方法,提出了基于法兰位移的螺栓松动检测方法。将螺栓松动的检测方法分为离线检测和在线检测两大类,共介绍了6种螺栓松动检测方法,对每种方法分别介绍了它们的理论原理和目前的研究进展。最后对这6种方法的优缺点进行了总结,并讨论了它们应用于风力发电机螺栓松动检测的可行性。     

普通螺栓和承压型高强螺栓抗剪连接滑移过程

首先介绍了普通螺栓和承压型高强螺栓抗剪连接滑移变形的特点 ,然后采用数值方法对螺栓孔壁变形和滑移过程进行了分析和描述 ,得出了螺栓孔壁变形和总滑移量的发展规律 ,并据此给出了螺栓孔壁变形和连接滑移量的计算公式 .     

螺纹旋合长度对钢轨接头螺栓强度的影响分析

应用有限元接触分析方法,研究钢轨接头螺栓螺纹旋合长度对螺栓强度的影响.通过改变钢轨接头螺栓和螺母的螺纹旋合长度,并进行相应的接触有限元分析,定量研究钢轨接头螺栓内部的应力分布,为实现钢轨螺栓螺母的轻量化,降低螺栓和螺母的制造成本提供理论依据.     

基于频率跟踪法的螺栓联接状态监测研究

针对工程实际中出现的螺栓联接松动问题进行了研究,提出了一种基于压电主动式传感的结构频率跟踪的螺栓联接监测方法。根据赫兹接触理论并结合有限元仿真分析,得出了螺栓联接接触界面法向接触刚度与螺栓预紧力之间的单调函数关系,而螺栓联接结构的频率与法向接触刚度相关,进而建立了基于频率跟踪法的螺栓联接状态监测方法。建立实验装置,在螺栓联接件的非接触面的两侧分别粘贴压电材料,作为驱动器和传感器,分别激发脉冲超声波信号和接收通过螺栓联接界面的超声波响应信号,分析了响应信号的功率谱得到螺栓联接结构的频谱。实验结果表明:螺栓联接结合面的法向接触刚度与预紧力近似成对数函数关系,螺栓联接结构的某阶频率与螺栓预紧力近似成对数函数关系,从而可以通过分析螺栓联接结构的某阶频率变化得到螺栓预紧力状态。仿真结果与实验结果相一致,为螺栓联接松动问题提供了一种监测方法。     

42 CrMoV紧固件用钢显微组织及夹杂物的分析

采用扫描电镜、扫描透射电子显微镜暗场成像、ASPEX 软件等研究分析42CrMoV 紧固件显微组织及夹杂物.42CrMoV紧固件基体组织为回火索氏体,基体组织仍保留着原来马氏体的形态,碳化物成排地在晶内和板条边界析出,并且晶界明显多于晶内析出；显微硬度HV0.2为330,奥氏体晶粒度(等级)为9级；夹杂物主要类型为MnS夹杂以及与MnS和CAS有关的复合夹杂物,主要夹杂物尺寸小于5μm,A、B、C、D和Ds夹杂物的等级基本都小于等于0.5级.     

装配对典型螺栓/螺母紧固件盐雾环境腐蚀行为的影响

海军航空装备的快速发展导致飞机必将面临更为严峻的海洋大气腐蚀问题,而军用飞机紧固件的腐蚀,尤其电偶腐蚀将严重影响飞机结构的安全性水平.因此,本文采用盐雾腐蚀模拟、扫描电镜观察与分析、电化学测试分析(自腐蚀电位测试、动电位极化测试、电偶腐蚀电流测试)等试验研究方法,将航空装备常用的30CrMnSiA镀镉钝化螺栓与三种不同螺母(30CrMnSiA镀镉钝化螺母、30CrMnSiA镀锌钝化螺母和0Cr16Ni6钝化螺母)偶接装配,研究由于装配导致的电偶腐蚀效应对典型螺栓/螺母紧固件腐蚀行为的影响.结果表明,在三种不同组合装配中,30CrMnSiA镀镉钝化螺栓与0Cr16Ni6钝化螺母之间电位差最大,电偶腐蚀电流密度最高,对应螺栓电偶腐蚀敏感性评级达到E级,电偶腐蚀作用促进了镀镉钝化螺栓基体表面点蚀的扩展,腐蚀进程被加速,加速系数AF达到3.4;30CrMnSiA镀镉钝化螺栓与30CrMnSiA镀锌钝化螺母之间电偶效应则较弱,且螺母为电偶腐蚀阳极,腐蚀进程被加速,加速系数AF为1.2,电偶腐蚀敏感性评级为D级;相比上述两种组合,30CrMnSiA镀镉钝化螺栓与30CrMnSiA镀镉钝化螺母之间电偶效应最不明显,对应电偶腐蚀敏感性评级为A级.     

锚杆尾部断裂机制和防破断方法应用

 基于岩体弹性能释放对锚杆的冲击作用,采用冲击动力学中刚性块对杆轴向碰撞的应力解,推导出了锚杆断裂的4种围岩应力条件。在此基础上分析了岩石弹性模量、锚杆弹性模量、锚杆直径与岩石泊松比等因素对锚杆断裂的影响。分析结果显示:在这4种围岩应力条件中,杆头被一次冲断基本上是不可能的,由于其他几种锚杆断裂时的围岩应力条件很接近,所以在实际中锚杆尾部被一次冲断的可能性最高,这也印证了锚杆尾部容易断裂的观点;另外,锚杆断裂的围岩应力条件受岩石弹性模量、岩石泊松比、岩石密度、锚杆弹性模量、锚杆密度、锚杆直径等因素的影响,其中影响较大的是岩石弹性模量与锚杆弹性模量的比值、锚杆直径和岩石泊松比;锚杆尾部断裂的围岩应力条件对于改进锚杆形式、优化锚杆力学性质有理论指导意义。最后,以马路坪矿的巷道工程为例,说明了锚杆防破断方法的具体应用,收到了良好的效果,可以在实际工程中推广应用。     

塑料胀壳式系列锚杆及其应用

松软破碎的巷道顶板在使用树脂锚杆支护时,极易造成粘结失效现象。为了解决这一问题,出现了一种具有强胀锚力的塑料胀壳式锚杆。这种铺杆是一种新型端头锚圃式锚杆,由高性能工程塑料制成的锚头与金属杆体组成。这种锚杆通过独特形式锚头和锚壳的紧密配合,可对锚杆孔壁施加很大的横向挤压力,使锚杆在大变形下应能保持较高的锚固力,特别适合有较大变形的各类软岩巷道支护。另外,采用不同类型锚头,可制成杆体可回收式、外锚内注式注浆锚杆和围岩深部基点位移计等几种不同用途的锚杆产品。     

锚杆-锚固介质-围岩系统瞬态激励的响应分析

将锚杆的振动波动方程考虑为线性的 ,而将锚入岩土中的锚杆一端的边界条件看作为非线性的 ,用摄动法对瞬态激励进行响应分析 ,从而求出了锚杆 -锚固介质 -围岩系统的动力学方程的近似解 ,这一理论对锚杆锚固质量检测、桩基无损检测及地震分析具有重大的意义。     

深埋巷道锚杆破断失效机理

锚杆破断失效是深埋巷道支护面临的工程问题之一.采用现场调研、理论分析等方法,对深埋巷道锚杆破断失效形式、机理进行了分析.得到结论:1)深埋巷道锚杆破断失效形式主要有剪断失效、脆断失效、折断失效、拉断失效、崩盘失效和松脱失效;2)材料缺陷和受载性能是深埋巷道锚杆破断失效的内因,荷载超过极限荷载是深埋巷道锚杆破断失效的外因;3)拉伸、剪切、扭转等载荷复合作用下,锚杆有效直径减小,拉应力增大,导致破断失效;4)采用恒阻大变形锚杆或二次支护工艺,能够实现深埋巷道锚杆破断失效和围岩变形的协调控制.研究结果对深埋巷道围岩控制具有参考意义.     

全螺纹等强锚杆的开发及应用

全螺纹等强度锚杆是一种新型锚杆，其最主要优点是杆体不需二次加工紧固螺纹，不仅简化了生产工艺，还实现了杆体全长等强，克服了常规锚杆受拉时产生应力集中区而使杆体强度降低的缺点，另外，较大的螺距可使锚杆安装速度提高。介绍了这种锚杆的结构、性能和特点，并对其应用及支护效果作出评价，认为全螺纹等强锚杆是一种有发展前途的锚杆，是较理想的锚杆支护更新换代产品。     

快慢凝预应力树脂锚杆与围岩相互作用的力学特征

对比分析了快慢凝预应力锚杆较普通全长树脂锚杆的优势,从锚杆的轴向作用和横向作用两方面进行力学特性研究,得到快慢凝预应力树脂锚杆轴向和横向的应力分布规律.锚杆的轴向作用有效地改善了围岩的应力状态.锚杆的横向作用体现在两个方面,即充填裂隙和抗滑移剪切,能有效改善围岩的力学性质.最后,探讨了节理岩体中锚杆的受力特征,锚杆存在多个应力峰值点,并对轴力公式进行了修正.     

抗浮锚杆受力特性试验研究进展

随着基础埋深不断加大,建(构)筑物的抗浮问题愈加严重,抗浮锚杆在城市建设中得到了广泛应用。充分掌握抗浮锚杆的受力特性并厘清抗浮锚杆在长期荷载作用下力学性能的动态演化规律是保证抗浮结构安全、可靠的前提。为此,围绕抗浮锚杆的工作原理、应力传递机制、承载特性以及蠕变性能等方面分析和评述国内外的相关研究现状。首先从抗浮锚杆的工作原理、破坏形式出发,分别对纤维增强复合材料(fiber reinforced polymer, FRP)抗浮锚杆和钢筋抗浮锚杆应力传递机制进行讨论和对比分析;从理论计算、试验研究与数值模拟三个方面对抗浮锚杆的承载特性进行阐述;进而对抗浮锚杆处于长期荷载、循环荷载作用下的蠕变性能进行归纳总结。最后梳理了抗浮锚杆在工程应用中存在的不足,同时为非金属抗浮锚杆在侵蚀环境中的服役性能提出了研究与发展方向。