拉伸试件几何因素对延伸率影响的研究

试件几何因素对所测塑性指标(延伸率δ)有重要影响．尽管世界各国对试件规定了标准，但各国规定的标准各不相同，使得所测得的塑性指标不具有可比性．首先针对各向同性A3钢，对试件形状对塑性指标的影响进行了研究，提出了当量直径(矩形试件宽度和厚度的函数)的概念，获得了塑性指标与当量直径、试件长度之间的定量关系，在形式上获得了与圆柱形试件类似的关系．其次，针对薄板拉伸试件，利用当量直径的概念，研究了试件几何尺寸对塑性指标的影响，并且利用最小二乘法曲线拟合，获得了几种不同材料的塑性指标与试件几何尺寸之间的定量关系．为了解决因所用试件标准不同而带来的材料延伸率数据差异，在制定拉伸试件标准方面提出了新建议．     

方管搭接支杆平面内计算长度有限元分析

为了得到方管桁架中搭接支杆平面内计算长度及其随几何参数的变化规律,采用钢结构稳定理论建立了两端弹性转动约束轴心受压构件的屈曲方程.分析得到了搭接支杆平面内计算长度系数的主要影响参数为:受压杆件的长细比λ、支弦杆的宽度比β,支弦杆的厚度比τ、弦杆的宽厚比γ、搭接率ov及支弦杆夹角.θ采用考虑几何非线性和材料非线性的有限元方法,对方管桁架中端部为K型搭接节点的受压支杆的计算长度进行了分析,得到了支杆计算长度系数随主要影响参数的变化规律.从分析结果可知,桁架支杆发生弯曲破坏,计算长度系数在0.55~0.9变化,受几何参数变化影响很大.因此采用理想铰接条件进行桁架杆件的稳定设计是很保守的.     

试件尺寸对锈蚀钢筋与混凝土间黏结性能的影响

为研究试件尺寸(立方体试件边长为10D,钢筋直径D=14、20、25 mm)对锈蚀钢筋与混凝土间黏结性能的影响,通过电化学加速锈蚀方法,获得了7组不同钢筋锈蚀率(0%、0.5%、1.0%、2.0%、5.0%、8.0%、10.0%)的中心拉拔试件.分析了试件尺寸、锈蚀率等影响因子作用下钢筋与混凝土间黏结性能的变化规律.结果表明:随着锈蚀率的增加,试件尺寸越大其锈胀裂纹出现越早且最大锈胀裂纹越宽;各试件的黏结强度、黏结刚度均随混凝土的恶化及锈蚀率的增加呈现出先增长后逐渐削减的趋势,黏结能量则随锈蚀率的增加而逐渐下降,且较大尺寸试件(D=25 mm)的黏结性能受锈蚀率的影响更为显著;锈胀裂纹出现前,试件自由端峰值滑移、黏结能量下降较为缓慢;当锈胀裂纹出现后,其自由端峰值滑移、黏结能量急剧下降,而后随着锈胀裂纹的加宽,其下降速率趋于平缓.基于试验结果,建立了不同锈蚀率下残余黏结应力与试件尺寸的关系式.     

基于有限元法的谐波双圆弧齿廓设计和修形

针对实际工况中,谐波传动的柔轮的实际变形与线性假设变形存在一定偏差的问题,利用ANSYS Workbench进行多体接触有限元分析,探究柔轮的结构参数对柔轮有限元径向变形的影响规律和敏感度. 结果表明：齿宽、壁厚、筒长、波发生器与柔轮杯底距离等参数都对柔轮径向变形有一定程度的影响,其中波发生器与杯底的距离对柔轮径向变形影响程度最大,敏感度最高,其次是齿宽和筒长,壁厚对柔轮径向变形的影响程度最小. 基于柔轮的有限元变形,采用改进运动学法和柔轮精确转角关系设计无公切线双圆弧齿廓,并结合MATLAB参数化编程对柔轮齿廓进行三维修形,对仿真实体模型进行有限元分析,结果表明：有限元法设计修形的柔轮最大应力比未修形时减小925 MPa,比线性法设计修形减少144 MPa,有限元法设计修形的柔轮齿各截面的周向应力也低于线性法设计修形.     

钢绞线混凝土黏结性能试验与锚固长度分析

为研究较大直径钢绞线与混凝土间的黏结锚固问题并提出合理锚固长度,针对15.2、17.8、21.6mm三类公称直径的高强低松弛钢绞线,以混凝土保护层厚度、体积配箍率及埋置长度为基本参数,完成了32个钢绞线的中心及偏心拔出试验.试验结果表明,不同参数水平条件下拉拔试件的破坏可分为两类,一是较薄保护层厚度与较小体积配箍率的少量试件劈裂破坏;二是在绝大部分试件中出现的表面未开裂但钢绞线拔出的破坏.结合破坏特征及拉拔力-滑移关系曲线,揭示了钢绞线混凝土间的黏结破坏机制,并以拉拔力-滑移曲线的峰值为破坏标志,提出了分别考虑3个参数影响的钢绞线混凝土黏结强度计算方法;结合本文试验结果,引入近似概率法,确定了满足相应可靠指标要求的钢绞线锚固长度设计值,可为装配式公共建筑结构中采用的大型先张预制预应力混凝土构件的设计提供技术支持.     

Active contour model based measurement of distance of material serial sections

The measurement of thickness of material removed between serial sections is a crucial step of threedimensional reconstruction. Active contour model is an efficient method for contour detection of objects on an image. Based on the segmentation of the FeAl/ZrO2 composite image by using adaptive threshold, the gradient vector flow （GVF） snake was used to detect the contour of the indent. The horizontal diagonal length and the vertical diagonal length of the indent contour were acquired by measuring the distance from the uppermost snaxel to the lowermost snaxel and that from the leftmost snaxel to the rightmost snaxel respectively. Then the final diagonal length was gotten by averaging the vertical diagonal length and the horizontal diagonal length. The Vickers indenter was made by a square pyramidal-shaped diamond with opposite faces at an angle of 136°, so the geometrical relation was established between the thickness of material removed between two successive serial sections and the difference of diagonal length on the two serial sections. Based on the relation, the thickness of material removed between two successive serial sections was calculated using the two successive diagonals.     

Volume Change of Heterogeneous Quasi-brittle Materials in Uniaxial Compression

The volumetric strain was categorized into elastic and plastic parts. The farmer camposed of axial and lateral strains is uniform and determined by Hooke＇s law ; however, the latter consisting of axial and lateral strains is a fuaction af thickness af shear band determined by grndieat-dependeat plasticity by cansidering the heterngeneity of quasi- brittle materials. The non- uniform lateral strain due to the fact that shear band was farmed in the middle of specimen was averaged within specimen to precisely assess the volumetric strain. Then, the analytical expression for volumetric strain was verified by comparison with two earlier experimental results for concrete and rack. Finally, a detailed parametric study was carried out to investigate effects of constitutive parameters （ shear band thickness, elastic and softening rnoduli ） and geometrical size of specimen（ height and width of specimen ） on the volume dilatancy.     

Recovery of Level Pillar between Open-pit and Underground Mine by Using Underhand Heading Fill Method

The upper part of the Fujia deposit was mined out by open-pit, and the lower part is being mined underground. The level pillar between open-pit and underground mine had a thickness of 24 m, a length of 300 m and a maximum width of 35 m. As the level pillar contained about 5.2 million ton ore of high nickel grade, it was necessary to recover the level pillar. Because of special need of safety, underhand heading cut-and-fill stoping method was used. For the first two layers of heading, the cemented fill materials were a mix of water and high-aluminum-content cement with silicate gelling agent; and for other heading layers, total tailings was added into the fill mix in order to reduce the cement consumption. Finally, the level pillar was recovered successfully.     

混凝土收缩裂缝几何特征及其对氯离子渗透的影响

为准确表达收缩裂缝的几何特征并分析其对混凝土中氯离子渗透规律的影响,通过对干缩开裂混凝土板进行取样,观测和统计分析了收缩裂缝的几何特征,并采用ASTM法研究了裂缝对混凝土中氯离子渗透的影响规律.结果表明:混凝土收缩裂缝存在显著的深宽比特征,其均值约为44.31,开裂角度均值约为2.6度;对比不同的裂缝宽度表征参量如最大宽度、最小宽度、平均宽度以及比表面积等与ASTM法6 h电通量关系后发现,最大宽度是表征裂缝对开裂混凝土渗透性影响的适宜参量;开裂混凝土中氯离子的渗透系数与裂缝最大宽度成正线性关系,并且当收缩裂缝宽度小于0.18 mm时,裂缝对渗透系数影响可以忽略.收缩裂缝的宽度变化会显著影响混凝土的抗渗性能,实际工程中应该根据混凝土保护层厚度来确定其容许的最大裂缝宽度.     

双向旋转梯形槽干气密封流场的数值模拟

介绍一种用作抑制密封的新型泵用双向旋转梯形槽干气密封,并定义了该密封的主要几何结构参数.基于气体润滑理论,建立了梯形槽干气密封端面流场的数值计算模型.利用Fluent软件对流场进行数值模拟,获得了端面气膜压力分布、气流速度场、开启力及泄漏率等数据,并分析了端面槽深、槽宽比、吸入角和槽长坝长比对端面开启力、泄漏率这2个主要密封性能参数的影响规律,发现该密封的开启力与泄漏率均随槽深、槽宽比和槽长坝长比的增大而增大,随吸入角的增大而减小.研究结果为双向旋转梯形槽干气密封的设计和进一步研究提供了参考.     

基于ABAQUS软件的微米级金属材料性能研究

为工程实践中迫切需要解决微米和亚微米量级的设计与制造问题,文章中运用MSG塑性理论利用Abaqus软件对铝合金的强度及均匀延伸率进行了比较系统的研究;运用有限单元法分析了MSG应变梯度本构方程和经典的弹塑性本构方程对不同晶粒尺寸的铝合金的应力应变关系;模拟不同晶粒尺寸的铝合金的强度及均匀延伸率。结果表明随着晶粒尺寸的减小,屈服强度、应变硬化明显增加,延伸率却往往越小。对于该问题的研究探索,将是解决材料强度与均匀伸长率这对矛盾体的问题关键,同时,为科研工作者提供了新方法和新途径。     

铝合金板与混凝土的粘贴粘结强度研究

为了在提高加固钢筋混凝土梁承载力的同时具有很好的延性和耗能能力,特别是满足侵蚀环境及寒冷环境中加固工程的需要,采用铝合金板加固钢筋混凝土梁是一个很好的解决办法。铝合金板通过粘贴层将力传给钢筋混凝土梁,故铝合金板与混凝土的粘贴粘结性能决定了铝合金板加固钢筋混凝土梁的效果。铝合金板与混凝土的粘贴粘结强度作为铝合金板加固钢筋混凝土梁连接设计的基础,对其开展试验和理论研究。开展105个试件的铝合金板与混凝土面内单剪试验发现：对粘贴界面没有进行粗糙处理的试件发生了界面剥离破坏,其他试件均发生了混凝土层剥离破坏;界面剥离破坏的粘结性能远差于混凝土层剥离破坏,说明了对粘贴界面进行处理的必要性。通过试验得到铝合金板和混凝土连接的极限粘结荷载,根据铝合金板正应力的变化率与粘贴界面剪应力的关系,得到剪应力的分布曲线和有效粘结长度;假设剪应力沿有效粘结长度处处相等,得到了铝合金板与混凝土的粘贴试验粘结强度,并基于此讨论了界面处理、混凝土强度、铝合金板宽度、厚度和粘贴长度等因素对试验粘结强度的影响。结合试验数据的统计回归分析,提出计算铝合金板与混凝土的粘贴粘结强度的修正Niedermeier模型,得到了铝合金板与混凝土的有效粘结长度和粘贴粘结强度的理论计算公式,其理论值和试验值吻合较好,误差最大值为8.98%,平均值为0.004,标准差为0.041。研究成果为铝合金板加固钢筋混凝土梁的粘贴设计提供了理论基础。     

轧机两侧刚度差异对热轧宽厚板两侧厚度偏差的影响

针对轧机两侧刚度差异引起的宽厚板两侧厚度偏差,采用力平衡和力矩平衡原理,分析轧辊承受载荷的分布情况,研究宽厚板两侧厚度偏差与轧辊长度、板宽、轧制力和轧机两侧刚度差异之间的规律.得到在不同轧辊长度、板宽和轧制力的条件下,轧机两侧刚度差异对宽厚板两侧厚度偏差的影响,同时分析了轧机两侧刚度差异不变的条件下,板宽对宽厚板两侧厚度偏差的影响.     

带栓钉钢板与外包混凝土剪力墙共同工作性能研究

为研究带栓钉抗剪键钢板在混凝土剪力墙中的锚固性能,进行了18个配置列阵栓钉抗剪键的内藏钢板混凝土墙板试件在单调连续加载下的推出钢板试验研究.试件设计中考虑了栓钉的直径、长度和数量,混凝土墙体厚度,钢板厚度,墙体分布钢筋配筋率等参数.在试验基础上,分析了钢板与外包混凝土之间的抗剪切极限荷载和滑移、钢板及栓钉应变、试件破坏形态等,研究了此类墙板的受力特点与破坏模式以及栓钉配置方式对墙板协调工作性能的影响.试验研究表明:在栓钉抗剪键面积一定的情况下,采用较小直径栓钉并加密栓钉的列阵布置可明显提高墙体的抗剪切承载力,在一定条件下钢板厚度的变化对承载力影响较小,内藏钢板剪力墙墙板应满足一定的厚度要求,栓钉的栓杆长径比λ应大于等于4.提出了适于内藏钢板混凝土剪力墙体设置列阵栓钉抗剪键的抗剪切承载力简化计算方法.     

Effects of edge beams on mechanic behavior under lateral load in reinforced concrete hollow slab-column structure

In order to get the formulae for calculating the equivalent frame width coefficient of reinforced concrete hollow slab-column structures with edge beam,the finite element structural program was used in the elastic analysis of reinforced concrete hollow slab-column structure with different dimensions to study internal relationship between effective beam width and the frame dimensions.In addition,the formulas for calculating the increasing coefficient of edge beam were also obtained.     

应力状态对316LN钢高温塑性的影响

对316LN钢在Gleeble-1500D热模拟实验机上做高温拉伸实验,试样尺寸为○/10.0 mm×121.5 mm,缺口半径分别为0.5、1.0、2.0、4.0 mm和∞(光滑试样),温度为950℃!1200℃,应变速率为0.5 s-1,得到不同变形条件下试样的断面收缩率变化规律;通过数值模拟,得到开始拉伸时不同缺口拉伸试样最小横截面部位的应力三轴度分布.对比实验与数值模拟结果表明:316LN钢的高温塑性与应力三轴度和晶粒尺寸有关.如果晶粒尺寸相差不明显,应力三轴度起主导作用,应力三轴度越小,断面收缩率越大,塑性越好;如果晶粒尺寸相差明显,晶粒尺寸起主导作用,应力三轴度越小,断面收缩率越小,塑性越差.     

三维人体扫描仪测量数据与手工测量数据关系研究

通过三维人体扫描仪测量以及手工测量的方法测得两组人体数据，利用最小二乘法对两组数据进行曲线拟合，对它们之间的关系进行分析研究。得出服装纸样制作中常用对应部位两组数据之间的映射关系，并且对结果进行曲线拟合优度验证，结果显示：所研究的各部位两组数据之间映射的准确率在97．25％以上，表明本文模型的有效性，为直接根据三维扫描仪测量数据制作样板提供依据；并得出各部位模型的排序，根据准确率由高到低依次为：颈椎点高、臀围、腰高、臂长、胸围、腰围、肩宽、背长。     

机器人MIG焊工艺参数对焊缝尺寸的影响

为了进一步探讨平板单层熔敷成形中的焊接工艺,为后续成形试验提供理论指导和技术支持,研究了与机器人MIG焊金属快速成形焊接过程密切相关的重要焊接参数.采用单因素试验方法,获得了各焊接参数对成形焊缝尺寸(余高和熔宽)的影响规律.通过分析可知,送丝速度和焊接速度对焊道几何尺寸影响显著; 焊枪倾角、工件坡度及干伸长对成形焊道几何尺寸的影响相对较小,可以用于对焊道精细规划中的焊缝尺寸(余高和熔宽)进行微调.     

焊接接头力学不均匀体断裂力学参量的数值分析

应用ＭＡＲＣ有限元分析软件对平板拉伸和三点弯曲试样焊接接头力学不均匀体的断裂参量──Ｊ积分进行了数值分析．考察了焊接接头不均匀裂纹体Ｊ积分的守恒性,以及不同裂纹长度、强度匹配和焊缝宽度在加载过程中对Ｊ积分及塑性区发展规律的影响．结果表明：焊接接头Ｊ积分具有守恒性,裂纹越浅,加载时塑性区越大,断裂韧性值越高．高匹配焊缝中的裂纹更容易进入浅裂纹状态,从而使高匹配焊缝具有较好的抗断性能．焊接接头强度匹配因子Ｍ对Ｊ积分值有很大的影响．焊缝宽度对Ｊ积分值也有影响．     

K型外套强化矩管桁架节点滞回性能与恢复力模型

为研究焊接外套强化K型矩管桁架节点滞回性能与恢复力模型,基于ADINA,采用引入微动力阻尼系数的非线性Full Newton-Raphson方法进行了节点滞回承载能力数值分析。考虑材料弹塑性、屈曲大变形、撕裂失效等非线性影响因素,得出了用以评价节点抗震性能的骨架曲线、延性系数等主要指标;结合外套管长度、厚度和支管与主管的宽度比等主要影响参数,分析了外套强化节点滞回性能的变化规律,进一步提出节点恢复力模型。