钢球全表面展开机构模型建立及其运动分析

针对镜面钢球缺陷检测装置中的球体全表面展开问题,建立展开机构接触模型并对球体运动进行分析,证明展开机构结构合理可行。首先由坐标变换建立数学模型,基于Matlab对模型空间接触位置进行计算,将展开运动合理简化,得到钢球和展开轮之间转动的同步关系;其次,对展开运动过程进行等效变换,寻找传动过程中能使钢球稳定展开的最优参数关系;最后,依据迭代法对球面上点的运动轨迹进行数值仿真,获得其具体规律为偏角固定的螺旋线。最终结果表明展开机构能够实现球体的全表面展开。     

船用907A钢的动态力学性能和本构关系

为了得到船用907A钢的动态力学性能及本构关系,运用静态试验机及分离式Hopkinson压杆加载装置,在应变率为0.000 33~2 680 s-1范围内得到了准静态拉伸及动态压缩条件下的应力应变曲线,对比了Cowper-Symonds模型和Johnson-Cook模型,并基于CS模型对应变硬化效应进行了修正。结果表明,船用907A钢具有明显的应变率强化效应和非线性应变硬化效应;CS模型比JC模型更能准确描述其应变率强化效应。     

2205双相不锈钢硫酸露点腐蚀性能的研究

利用实验室模拟硫酸露点腐蚀的试验方法对2205双相不锈钢的腐蚀行为进行研究,并与传统不锈钢316L和304进行对比。结果表明,腐蚀失重的方法对3种材质的腐蚀速率由快到慢排序为:304316L?2205,且2205双相钢的腐蚀深度为0.001 08mm/a,接近完全耐蚀材料等级。结合SEM、电化学工作站对3种试件的腐蚀形貌、电化学性能进行分析。2205双向钢的腐蚀表面无点蚀坑,仅存在很少的贫Cr区,同时2205双相钢的自腐蚀电流为0.574 6A/cm~2,明显低于316L和304不锈钢,自腐蚀电位为-68.4mV,较316L和304不锈钢高出了近300mV,同时2205双相钢的电荷转移电阻为2.2×10~4Ω/cm~2,约是316L的42倍,是304不锈钢的473倍。因此,3种材质中2205双向钢可以作为耐硫酸露点腐蚀的首选用钢。     

屋盖钢结构场馆施工方案设计

通过对屋盖钢结构场馆施工过程分析,并借助计算程序MIDAS/GEN进行验算分析,解决施工过程中的难点,可供类似的工程参考。     

再生粗骨料和矿物掺合料对再生混凝土抗冻性影响的研究

试验研究了不同再生粗骨料取代率对再生混凝土抗冻性的影响,并且以再生粗骨料取代率为100%的再生混凝土作为基准混凝土,分别研究单掺钢渣粉、硅灰以及复掺钢渣粉、硅灰对再生混凝土抗冻性的影响。试验分别从表观特征、质量损失率、相对动弹性模量和抗压强度来分析。试验结果表明:随着钢渣掺量的增多再生混凝土的抗冻性降低;硅灰明显的提高再生混凝土的抗冻性,掺量5%为宜;复掺钢渣和硅灰不同的比例对再生混凝土的抗冻性影响不同,得到复掺硅灰5%+钢渣15%再生混凝土的抗冻性优于基准混凝土。     

扁平钢箱梁U肋焊接残余应力数值模拟分析

已建成的扁平钢箱梁桥在运营过程中发现一些与结构、构造和制造相关的病害,并且随着服役时间的增长越来越突出。其原因是扁平钢箱梁结构采用薄板组焊而成,因此,扁平钢箱梁在未受力之前,便已存在着由于焊接所产生的应力场和变形场, 导致扁平钢箱梁普遍出现裂纹等病害。运用热结构耦合法对扁平钢箱梁U肋与桥面板交接处焊接的温度场和应力场进行数值模拟计算分析,并得到焊接残余应力的分布规律,为进一步分析结构病害与加固设计提供依据。     

约束高强度Q460钢梁的抗火性能

为了研究约束高强度Q460钢梁的抗火性能,在已有约束钢梁分析理论的基础上,引入残余应力,提出了约束钢梁的抗火性能分析方法,并采用普通强度约束钢梁试验数据对分析方法进行了验证。考虑高强度Q460钢材高温下力学性能参数,利用所提出的方法分析了约束高强度Q460钢梁的抗火性能,并与普通强度Q345钢梁进行了对比。对影响约束高强度Q460钢梁的抗火性能参数进行了分析,包括荷载比、残余应力、轴向约束刚度、转动约束刚度和受火方式等。研究表明:所提出的分析方法准确可靠,高强度Q460钢梁抗火性能与普通强度钢梁具有较大的区别,高强度Q460约束钢梁的抗火性能明显优于普通强度约束钢梁。荷载比、轴向约束刚度、转动约束刚度、受火方式对高强度Q460约束钢梁有较大影响。     

钢管混凝土 Y 形柱抗震性能试验研究

为了检验地铁车站地下大空间结构柱的抗震性能,对北京市某地铁车站公共设备区地下空间结构使用的单层钢管混凝土Y形柱进行低周反复荷载试验研究,主要介绍了缩比试件的设计、制作、安装和试验的方案、进行过程及结果,给出了钢管混凝土Y形柱的水平荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、等效刚度曲线和等效阻尼比曲线统计数据,以及部分主要位置的荷载-应变曲线.试验结果及分析表明:Y形铸钢件、圆形截面钢管混凝土柱、顶板等各部分连接安全可靠,能够保证整体结构工作性能良好;试件滞回曲线较饱满,试件等效阻尼比随水平位移的增加而增大,试件耗能规律稳定,表明弹塑性变形能力和抗震性能较好.据实测应变推测,可能的薄弱部分是钢管柱底部、圆钢管与Y形铸钢件连接处和Y形铸钢节点分叉处.     

单轴扫频诱发帆板同步钢索旋转振动分析

为明确某帆板面内单轴扫频力学环境试验中同步钢索振动幅度过大和限位结构被破坏的原因,考虑集中质量和限位结构影响,采用有限段方法建立帆板同步钢索系统的动力学模型,对其在面内单轴扫频激励条件的响应进行数值模拟,结果再现了标志点的响应从面内振动发展到面外振动,再到绕两支撑点轴旋转振动的复杂振动模式,同时给出限位接触力和钢索标志点振幅,仿真结果与试验状态吻合。分析表明,持续旋转振动钢索施加在限位孔壁上的交变接触力是导致限位结构破坏的主要原因。     

钢结构中高强螺栓连接的数值模拟方法

为能够对使用众多高强螺栓群拼接的钢结构大型复杂节点进行精确的有限元数值模拟分析,并揭示螺栓拼接节点在各阶段的受力性能,提出了一种以连接件单元代替螺栓的简化模拟方法。对高强螺栓单剪连接使用实体单元建模,并考虑各种非线性影响,进行精细的有限元模拟分析。在深入研究连接的弹性、滑移、强化和屈服等各个阶段受力机理的基础上,给出了代替螺栓连接件的本构关系,并将其成功应用于简化的壳单元连接模型中。针对工程中常用的不同规格连接进行了大量算例分析,并将简化模型与精细模型计算结果进行对比,验证了所提方法在高强螺栓拉剪连接有限元模拟中的可行性,为使用数值模拟方法揭示大型复杂螺栓群连接节点的真实受力状态奠定了基础。