Study of a new type of self‐centering beam‐column joint in steel frame structures

A new type of self‐centering beam‐column joint with installed steel arc plates is proposed in this study. First, mechanical behavior of the self‐centering joint using prestressed steel strands to provide the centering force is theoretically analyzed in detail, followed by experimental validation. New joints with different arc plate parameters are designed and tested under cyclic loading. Test results show that the hysteretic curve of the new joint exhibits typical characteristic of self‐centering capacity. By parametric analysis of five design parameters of the arc plate, it is found that vector height has the greatest influence on the joint's moment‐rotation skeleton curve, which is consistent with experimental findings. A simplified model of the joint is built in OpenSees to simulate its hysteretic behavior, which agrees well with the tested results. To demonstrate the effectiveness of the new joint to improve the seismic performance of the overall structure, a series of nonlinear time history analysis on a steel frame structure with the new joint under earthquakes are conducted, which show that the joint is particularly effective in reducing the residual interstory drift response.     

微型离心泵泵叶三层式滑块机构三板模具设计

针对微型离心泵泵叶塑件成型模具设计困难的问题，设计了一种改进型三板点浇口模以用于该泵叶塑件的成型。塑件的浇注成型应用3个点浇口来进行平衡注塑，以控制塑件成型变形。模腔布局为1模1腔。针对塑件叶槽区域脱模困难问题，设计了一种3层3次复合抽芯脱模用于难脱模叶槽部位特征的脱模，机构中，将叶槽部位特征的成型块分割成2层成型件后，机构的第一次抽芯动作由弹簧驱动上层滑块实施上层成型块的抽芯；机构的第二次抽芯由斜导柱驱动实施下层成型块的抽芯；最后，由弯销驱动基座滑块带动2个侧抽芯滑块向外抽芯，以让出塑件完全顶出脱模的运动空间。第二次抽芯、第三次抽芯的驱动动力分别由模架模板的第三次开模、第四次开模打开来进行驱动。塑件的最终脱模由油缸驱动顶针板及顶杆顶出而实现塑件的完全脱模。基于塑件、流道脱模及抽芯机构的动作需要，将典型三板点浇口模架改进为四板4次开模点浇口，从而能使塑件、流道废料及驱动滑块机构分次按序来实施抽芯脱模。模具脱模机构动作设置合理，机构结构设计巧妙，模具整体工作可靠，有较好的设计参考价值。     

采场顶板关键层"横U-Y"型周期破断特征的试验研究

针对部分坚硬顶板矿井采动导水裂缝带处于8~15倍采高的高位关键层,"横O-X"破断运动引发工作面动载矿压甚至压架、临采空侧回风平巷超前100~200 m底鼓大变形等动力灾害的问题,采用自制的大尺度三维物理模拟实验平台,研究高位关键层的破断运动特征。结果表明:关键层发生横向破断时,首先,关键层板正面两侧长边和反面中部长轴方向同时形成破断裂隙;其次,关键层板正面两侧短边形成弧形裂隙,而反面沿中轴线端点同步形成八字形破断裂隙;再次,在板正面形成"O"形裂隙的同时反面形成"X"形裂隙,正面形成"U"形裂隙的同时反面形成"Y"形裂隙;最后,正反面裂缝贯通形成"横O-X"型初次破断和"横U-Y"型周期破断,在工作面上方形成"弧形三角板"和巷道上方形成"梯形板"的破断块体结构。统计发现,"横O-X"型初次破断步距与"横U-Y"型周期破断步距长度基本一致;横向破断形成的"弧形三角板"块体角度为75°~78°,与腰线和弧形切线形成的夹角72°~82°基本相等,近似于一个等角的"弧形三角板"。砌块模型试验结果表明,"弧形三角板"块体大幅回转过程中,因其顶点易与"梯形板"结构发生回转变形失稳而出现脱离现象,导致"弧形三角板"滑落失稳从而会引发工作面强矿压。研究成果为大采高开采工作面强矿压灾害防治提供试验基础。     

ZKB型直线振动筛侧板裂纹研究及寿命分析

为了解直线振动筛侧板裂纹的综合性能,首先对侧板进行静力学分析得到侧板危险区域。其次对该区域进行裂纹布置,应用断裂力学理论对振动筛侧板进行应力强度因子的计算,分析侧板危险区域裂纹扩展特性,同时针对不同形状、大小的裂纹进行参数分析,得到振动筛侧板裂纹扩展规律。最后对侧板进行疲劳寿命计算,得到含初始裂纹处侧板的疲劳寿命及安全系数,为侧板的设计优化提供理论指导。     

双磁极式磁粒研磨机理分析及试验研究

目的解决平面磁粒研磨中压力不均匀和需要反复调整研磨间隙的问题,设计双磁极式研磨方法。方法首先对双磁极式研磨方法机理进行分析,并对研磨区域单颗磨粒进行受力分析,寻找影响研磨压力的主要因素;其次利用Ansoft Maxwell软件对两种研磨方法进行磁场仿真,分析两种研磨方法的研磨区域磁场梯度变化,通过面积积分法对比磁感应强度的影响程度;最后设计试验装置,通过试验对理论分析及有限元分析的结果进行验证,对比研磨前后工件表面粗糙度及微观形貌变化。结果双磁极式研磨方法中磨粒的研磨压力完全由磁场力提供,与研磨区域磁感应强度成正比,研磨区域磁感应强度比"铣削式"研磨方法提高约34.56%。两种方法在相同试验条件下对SUS304不锈钢板研磨40 min,双磁极式研磨方法研磨后,工件表面原始纹理基本被去除,表面粗糙度值由原始的0.25μm下降至0.16μm,下降率为36%,比"铣削式"研磨方法提高约80%,粗糙度曲线波动平缓,波峰波谷高度差变化均匀且表面形貌光滑平整。结论双磁极式研磨方法研磨区域磁场梯度变化明显,利于磨粒流动更新,研磨压力相对稳定,表面粗糙度下降率高,研磨后工件表面形貌光整,与"铣削式"研磨方法相比具有较明显的优势。     

Q235D热轧钢板低温冲击性能不合原因分析及改进措施

针对重钢4 100 mm产线生产的厚度为16～25 mm Q235D热轧钢板低温冲击性能不合问题，通过对钢板化学成分、金相组织和轧制工艺进行分析，发现产生沿晶界呈连续带状分布的珠光体组织，并且同时伴随有混晶现象是导致钢板低温冲击性能不合的主要原因。将精轧终轧温度提高至890～900 ℃，改善了钢板组织形态，获得均匀的组织，提高了Q235D钢板低温冲击性能，满足了标准要求。     

7055-T7951铝合金热轧厚板微观组织及非均匀力学行为研究

本文对工业级7055-T7951铝合金热轧厚板的合金成分、室温拉伸性能、显微组织以及织构特征等进行了实验分析,对该板材的微观组织状态、力学性能各向异性与织构特征关系进行了详细研究,结果表明：该板材镁元素含量总体处于下限水平,难溶的合金化合物很少,晶内的析出相主要为h＇相和少量的h相,材料处于轻微过时效状态。板材存在明显的力学性能各向异性,沿轧制方向及横向的屈服及抗拉强度相近且明显优于与轧制方向呈45°方向上的指标。板材中心层各方位上的强度指标均优于表层对应方位上的指标,并且中心层的力学性能各向异性强于表层。该板材中心层有较为强烈的轧制类织构Brass和S,而表层则是以再结晶织构R为主。基于施密特定律研究了板材不同厚度层不同拉伸方向上平均屈服强度与施密特因子间的定性关系,探讨了织构特征对热轧厚板非均匀力学行为的影响规律。     

非对称因素对热轧纯钛中厚板出口楔形的影响

针对纯钛中厚板热轧过程中可能出现的轧件断面楔形问题,结合四辊轧机设备和工艺的非对称特点,基于影响函数法建立双悬臂梁辊系弹性变形模型,研究对中误差、机架刚度差、坯料楔形、横向温差等非对称因素对轧件断面楔形的影响。结果表明对中误差、机架刚度差、横向温差对出口楔形的影响随着板宽和压下量的增大而增大,入口楔形对出口楔形的影响随着板宽增大和压下量的减小而增大。     

混凝土框架结构负弯矩区围板型粘钢加固节点抗震空间效应研究

本文以某办公楼改造工程为实例,对框架结构负弯矩区围板型粘钢加固方法的空间效应进行研究。通过ANSYS有限元软件,采用模态分析、谱分析、时程分析对3组模型进行仿真计算,对3组模型的抗震空间效应结果进行对比分析,结果均显示围板型粘钢加固方法具有较好的抗震性能。本文结果对多层或高层结构某区域梁负弯矩加固后的局部效应具有指导意义。     

用于阀芯类零件去毛刺的磁极板优化设计与实验研究

目的 为解决阀芯类零件节流边毛刺去除不均匀和效率低下的问题，对磁极板尺寸和曲率进行规律性研究和实验验证。方法 首先，用Maxwell仿真软件对磁极板的各个参数进行规律性仿真，得出合适的磁极板尺寸;其次，为提高加工区域的磁感应强度值，设计了曲面磁极板，并对其相关参数进行仿真;最后对优化后的装置进行磁感应强度测试，并使用液体磁性磨具对45钢和阀芯棱边毛刺进行去除实验。结果 根据仿真结果发现，磁极板长度比工件大20 mm时，工件轴向磁场分布最均匀，磁极板厚度对磁场影响较小，磁极板宽度应根据加工间隙进行选择。曲面磁极板可以加强加工区域的磁感应强度值，曲率半径越小，加工区域获得的磁感应强度值越大，其中半圆形磁极板效果最佳。对装置的磁感应强度测试也表明，将工件置于磁场中后，其表面磁感应强度值最高达600 mT左右，满足加工需求。最后通过加工实验发现，在转速为500 r/min的条件下，阀芯节流边的毛刺去除效果理想，且轴向加工均匀。结论 该装置可以对阀芯这类导磁性回转类零件产生良好的加工效果。