坑蚀钢筋二次拉伸力学性能试验研究

通过机械制缺模拟自然环境中钢筋不同程度的坑蚀,研究坑蚀程度对钢筋二次受力时强度与伸长率等力学性能的影响规律.结果表明:坑蚀钢筋一次或二次拉伸时,随坑蚀深度增加,塑性变形性能下降,名义抗拉强度降低,但实际抗拉强度有所提高;对于加载到强化段卸载的坑蚀钢筋在二次加载时无明显的屈服平台,经历时效硬化后,屈服平台将会重现,且二次名义屈服强度较一次加载时有所提高.时效硬化的时长与坑蚀程度无明显关系;坑蚀钢筋二次受力时伸长率随坑蚀深度以及时效天数的增加而减小,其中坑蚀深度对伸长率的影响更加显著.     

配筋空心方钢管高强混凝土纯弯构件受力性能有限元分析

目的 研究配筋空心钢管高强混凝土构件的抗弯性能,推动其在建筑结构中的应用。方法 采用有限元分析软件ABAQUS建立配筋空心钢管混凝土构件有限元模型,在验证模型准确的基础上,分析构件的受力全过程及钢材屈服强度、混凝土抗压强度、钢管壁厚、钢筋直径、普通钢筋数量对构件受弯性能的影响。结果 纯弯试件在荷载作用下受力过程可分为3个阶段：弹性阶段、弹塑性阶段和强化阶段;试件破坏形态均为受弯破坏,表现出较好地延性。结论 组合构件在弯矩作用下可以很好地协同工作;钢材屈服强度和钢管壁厚的增加对构件承载力的提高影响最显著,建议配置普通钢筋数量在6～8根为最优。     

40CrNiMoA钢的常温蠕变规律及其影响因素

本文研究了热处理强化后的40CrNiMoA钢在低于屈服强度的应力作用下常温蠕变行为和影响因素，揭示了热处理工艺及显微组织对钢材为抗力的影响，结果表明：热处理强化钢中有微量游离铁素体存在，将明显降低蠕变抗力。钢材经高温奥氏体化淬火和Ms点以下的等温淬火并经320℃回火，将使蠕变抗力显著提高。     

40CrNiMoA钢的常温蠕变规律及其影响因素

本文研究了热处理强化后的40CrNiMoA钢在低于屈服强度的应力作用下常温蠕变行为和影响因素。揭示了热处理工艺及显微组织对钢材蠕变抗力的影响。结果表朗;热处理强化钢中有微量游离铁索体存在,将明显降低蠕变抗力。钢材经高温奥氏体化淬火和M_2点以下的等温淬火并经320℃回火,将使蠕变抗力显著提高。     

套筒水平灌浆缺陷复灌前后对套筒钢筋受拉性能的影响

为检测灌浆套筒由于灌浆不密实对套筒钢筋的受力影响,设计制作了灌浆率为100％、80％、70％、60％的4组不同的套筒进行了拉伸受力试验来验证缺陷对受力的影响程度.结果表明:无缺陷灌浆套筒连接的屈服强度和抗拉强度均满足标准要求,和钢筋力学性质完全一致.对灌浆率为80％灌浆套筒连接的屈服强度能够满足标准要求,但时最大应力只相当于钢筋的屈服强度.对灌浆率为70％灌浆套筒连接未达到屈服强度就被拔出,最大强度仅为钢筋标准屈服强度的33％.对灌浆率为60％灌浆套筒钢筋加载初期就被拔出,最大强度仅为钢筋标准屈服强度的9％.采用高强无收缩灌浆料(GWL)和套筒高强灌浆料(TGL)进行复灌对比试验,采用GWL的套筒不能满足受力要求,其原因是流动性不能满足要求,采用TGL的套筒的力学性能满足规范要求,在工程检测中如发现灌浆缺陷,采用复灌方法是可以解决的,其中灌浆料的选择尤为重要.     

超低温下钢筋单轴受拉时的应力-应变关系

按照《金属材料低温拉伸试验方法》(GB/T13239—2006)的要求制作拉伸试件,对3种钢筋(热轧带肋钢筋HRB335、HRB400和热轧细晶粒钢筋HRBF400)共84根试件在-180℃~-80℃温度下的力学性能进行单轴受拉试验,研究低温下钢筋力学性能的变化规律.结果表明,随着温度的降低,钢筋的应力-应变曲线形状及极限应变基本不改变,但屈服平台长度、屈服强度、极限强度、强化应变增加.根据试验结果,给出了低温下钢筋屈服强度、极限强度、强化应变等力学特征值随温度的变化规律,进而可建立超低温下钢筋的应力-应变关系.     

HRB500级高强钢筋高温后的力学性能试验

对HRB500高强钢筋在高温后的力学性能进行试验,研究不同受火温度对其力学性能的影响,以及高温后的应力-应变关系曲线图的变化规律,并提出相应的力学模型.结果表明,经历高温作用并冷却后,高强钢筋的屈服强度、极限强度、弹性模量、延伸率和截面收缩率等力学性能随所经历的温度的不同而变化,变化规律也不相同. 钢筋的应力-应变关系发生一定的变化,但是一般仍然出现明显的屈服阶段和强化阶段,屈服台阶的高度随着温度的升高而降低;高强钢筋的弹性模量的变化很小.     

应变强化对022Cr17Ni12Mo2不锈钢疲劳行为的影响

对022Cr17Ni12Mo2不锈钢在不同应变强化量下的疲劳和循环塑性变形行为进行研究。研究结果表明:应变强化不仅提高了022Cr17Ni12Mo2的屈服强度,而且延长了其疲劳寿命,同时抑制了循环塑性变形;当应变强化量超过10%时,022Cr17Ni12Mo2由循环塑性累积向塑性安定转变;应变强化导致孪晶密度增加,并且当应变强化量超过10%时022Cr17Ni12Mo2产生形变马氏体组织;形变孪晶组织延长了疲劳寿命,并抑制了塑性循环变形;而形变马氏体导致022Cr17Ni12Mo2产生塑性安定。     

屈服后钢筋黏结锚固性能试验研究

为研究屈服后钢筋黏结锚固性能,采用钢筋表面开槽埋置电阻应变片的方法测量钢筋的应变分布,以钢筋强度等级、混凝土强度、钢筋直径、保护层厚度、配箍率、锚固长度等为变量,完成了15个梁端式黏结锚固试验. 试验结果表明：钢筋屈服后,加载端相对滑移显著增加,钢筋屈服段黏结应力明显减小,最大屈服渗透深度与钢筋所受约束和钢筋直径等因素...     

爆炸荷载下高强钢筋加强混凝土梁抗弯性能

为研究爆炸荷载作用下高强钢筋混凝土梁的抗弯性能,对不同钢筋强度的钢筋混凝土简支梁进行了爆炸试验,从构件的破坏形态、受力和变形特征分析了高强钢筋对试验简支梁抗弯性能的影响.结果表明:高强钢筋强度高的优势在爆炸荷载超过普通RC梁的屈服荷载后才能充分发挥.爆炸荷载较大时,裂缝数量较多的高强RC梁比普通RC梁具有更好的变形恢复能力,损伤程度显著减小.采用高强钢筋使得RC梁裂缝分布区域增大,在塑性变形阶段形成了梁长约60%的塑性区域,改变了RC梁塑性变形阶段的振型.     

黏塑性蠕变模型中屈服强度的确定方法

在岩石蠕变特性试验中,当施加的常应力达到一定程度后岩石将发生黏塑性变形,一般用屈服强度判断岩石是否发生黏塑性变形,与弹塑性理论不同,在黏塑性蠕变模型中,屈服强度并不是定值,而是随蠕变时间增长逐渐减小,确定蠕变过程中准确的屈服强度对黏塑性变形计算有重要的影响.首先,通过等时曲线法确定岩石长期强度的过程,对屈服强度随时间的变化规律及确定方法进行研究,阐明瞬时屈服强度与长期强度的关系;其次,把岩石全应力-应变曲线与蠕变等时曲线相结合,有效判断蠕变变形中是否发生黏塑性变形及黏塑性发生的时刻,推导出屈服强度随时间变化情况下的广义宾汉姆模型,结合不同类型岩石的蠕变试验结果,分析采用长期强度代替瞬时屈服强度产生的差值;最后,给出用岩石时效强度进行岩土工程设计的思路.研究成果有助于在蠕变模型中正确使用屈服强度,对蠕变模型研究具有一定的积极意义.     

混凝土结构中钢筋锈蚀不均匀性对其力学性能退化的影响

试验获取锈蚀钢筋试件,借助三维激光扫描建立其实体模型,并进行拉伸试验。通过实体模型精确获取试件残余横截面积分布,建立分段积分模型进行数值拉伸计算并与试验结果对比分析,研究锈蚀不均匀性对锈蚀钢筋力学性能退化的影响。结果发现,沿钢筋长度方向的不均匀性可用区段最大与最小残余横截面积比值μ作为量化参数。随锈蚀发展,不均匀锈蚀系数μ值逐渐增大。然而,剔除锈蚀不均匀性影响后,锈蚀钢筋的屈服强度、极限强度、弹性模量以及极限应变等材性参数没有随锈蚀发展而降低的趋势。基于残余截面积排序的线性简化,以μ为自变量,推导出锈蚀钢筋各个名义材性参数的解析计算公式。显示名义屈服强度、名义极限强度以及名义极限应变均随锈蚀不均匀性增大而显著降低,但严重坑蚀时不能忽略应力集中和周向不均匀锈蚀的不利影响。随锈蚀不均匀性发展,名义弹性模量与强化模量有轻微降低,拉伸曲线的屈服平台逐渐倾斜,并在μ达到约1.1的临界值时融入强化段,宏观屈服平台消失。     

配筋空心方钢管高强混凝土偏压短柱有限元分析

目的 研究配筋空心方钢管高强混凝土偏压短柱受力性能及延性性能,为配筋空心方钢管混凝土组合柱试验研究提供参考依据。方法 利用有限元软件ABAQUS建立了22个配筋空心方钢管高强混凝土偏压短柱模型,对构件的受力全过程及钢材屈服强度、混凝土强度、偏心距和含钢率等参数对其受力性能的影响进行分析。结果 配筋空心方钢管高强混凝土偏压短柱受力过程分为弹性阶段、弹塑性阶段、塑性强化阶段、下降阶段。增大钢材强度和含钢率可以使构件的承载力显著提升,延性也越好;提高混凝土抗压强度,构件的承载力增加但延性变差;配普通钢筋可以增加构件的承载力且改善构件的延性。结论 配筋空心方钢管高强混凝土偏压短柱充分发挥了各材料的受力特点,在减轻自重的条件下承载力较高且延性较好。     

半灌浆套筒连接件抗拉伸性能有限元研究

为了研究半灌浆套筒连接件的抗拉伸性能,采用数字建模方法建立半灌浆套筒有限元模型,研究了钢筋直径、灌浆料强度、钢筋锚固长度、钢筋偏置缺陷等参数的影响规律。研究结果表明,所建立有限元模型能很好地模拟半灌浆套筒连接件的拉伸全过程,且分析结果与试验结果较吻合;随着钢筋直径的增大,半灌浆套筒连接件的极限荷载值和极限位移值均增大;当钢筋锚固缺陷大于2 d时,灌浆料与混凝土间将产生粘结滑移,为防止灌浆料被压碎,建议灌浆料强度应大于100 MPa;钢筋偏置缺陷导致连接件强化阶段荷载值略微降低,沿钢筋受力方向的应力值增大。     

HTRB600级高强钢筋高温下的力学性能

为研究600 MPa级高强钢筋高温下的力学性能,对HTRB600级热处理高强钢筋进行高温下的拉伸试验,分别测得其在20,200,300,400,500,600,700及800℃高温下的弹性模量、比例极限、屈服强度、极限强度及应力-应变曲线.试验结果表明:HTRB600级高强钢筋高温下屈服强度、极限强度、比例极限与弹性模量均随着温度的升高而显著降低.500℃时其高温下的弹性模量、比例极限、屈服强度与极限强度降低为不足常温下的50%,800℃时已不足常温下的10%.高温下HTRB600级高强钢筋应力-应变曲线随温度的升高逐渐趋于圆滑,当温度达到200℃时,屈服台阶就已消失.600 MPa级钢筋高温下屈服强度和极限强度的降低程度明显大于其他钢筋500 MPa以下强度的钢筋.最后提出了适用于HTRB600级高强钢筋的高温下应力-应变曲线简化计算模型.     

6H-SiC辐照条件下缺陷形成过程的分子动力学模拟

辐照环境会使材料出现位移损伤,在材料内部产生缺陷。为了研究6H-SiC晶体材料在受到辐照时缺陷的形成过程,基于分子动力学方法,采用LAMMPS软件模拟了6H-SiC材料在不同辐照能量、不同温度时辐照缺陷的形成过程,也进一步探究了材料屈服强度受辐照的影响。结果表明,缺陷数目随辐照能量增大而增多,且呈线性关系,温度对缺陷数目的影响无明显规律,屈服强度随辐照能量增大而减小,并且受到拉伸方向的影响。     

基于数值模拟的锈蚀钢筋力学性能退化分析

建立不同锈蚀率锈蚀钢筋的分析模型,采用数值模拟的方法分析锈蚀钢筋力学性能的退化规律.分析结果表明:锈蚀钢筋的力学性能会随着钢筋锈蚀程度的增加而大幅退化.钢筋的屈服强度、极限强度、伸长率均随钢筋截面损失率按线性规律衰减.钢筋锈蚀后名义屈服强度、名义极限强度衰减的主要原因是由于钢筋受力面积由于锈损大幅减小;伸长率降低除受截面积减小影响外还受应力集中的影响.     

低温下钢材应变强化系数的测定

设计了在低温下不用引伸计测定钢材应变强化系数ｎ值的方法，在系列温度下测定了１６ＭｎＲ，４０ＣｒＮｉＭｏ和ＷＣＦ６２三种钢材的ｎ值，发现材料的ｎ值随试验温度的降低而下降，其部分原因是由于屈服强度的升高使材料的应变强化能力相对下降．实验结果还表明按幂强化关系来描述材料应变强化规律的Ｈｏｌｌｏｍｏｎ关系和Ｒａｍｂｅｒｇ－Ｏｓｇｏｏｄ关系，在工程意义上可认为是相同的．     

浅析20MnSi热轧带肋钢筋生产的技术改进

20MnSi热轧带肋钢筋具有强度高、抗震性好、性能稳定、节约钢材等优点[1],对其全面推广使用可带来较大的经济效益和社会效益。国家经贸委曾在2000年7月召开了＂热轧HRB400钢筋推广工作应用会议＂。决定建立国家创新科研项目,开发、利用400MPa热轧带肋钢筋（Ⅲ级螺纹钢筋）,国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会联合发布《热轧带肋钢筋》新标准（GB1499.2-2007）,自2008年3月1日起强制执行[2]。新标准关于钢筋标志的变化、性能指标的调整以及钢筋尺寸、外形、重量及允许偏差、订货合同内容、检测及判定方法等,都有了新的规定和要求。为尽快与国际接轨,节约钢材,我国正在加速建筑用钢的更新换代,大力推广应用400MPa级钢筋,使其成为主导钢筋。本文从优化材料成分、优化轧制工艺方面,分析20MnSi热轧带肋钢筋生产的技术改进方案,以期得到具有良好的屈服强度同时还具有良好的焊接性、延伸性和弯曲性的产品。这对于节约资源、提高产品质量、增强出口竞争力具有重要的现实意义。     

浅析建筑钢材的锈蚀及防止措施

建筑钢材可分为钢结构用钢材和钢筋混凝土结构用钢筋两类。钢材的锈蚀,指其表面与周围介质发生化学反应而遭到的破坏。在钢筋混凝土中,由于钢筋的锈蚀,将使混凝土的保护层膨胀出现裂纹,严重时混凝土保护层脱落,钢筋脱离,使钢筋和混凝土之间的粘结应力损失或完全丧失,危急结构的安全,因此钢筋的锈蚀对钢筋混凝土结构的使用寿命有很大的影响。