端板连接半刚性钢框架节点抗震性能分析

半刚性节点具有较好的抗震性能,能很好地解决刚性连接节点延性不好、容易发生脆性破坏的问题.本文利用大型有限元软件ANSYS分析了外伸端板连接、平齐端板连接与刚性连接节点抗震性能的不同,并与单调荷载下静力性能相对比,研究了节点承载力、应力变形特性、延性及耗能性能,通过结果分析,指出了合理的外伸端板半刚性连接可以用于抗震设计中.     

钢框架加强型梁柱连接的抗震机理研究

钢框架结构在强烈地震荷载作用下,传统的栓焊连接(或全焊连接)节点表现出大量的脆性破坏,迫使人们重新认识钢结构的抗震性能,并探究具有良好抗震性能的梁柱刚性连接形式.本文考虑了对梁柱连接局部加强的方法来提高节点承载力和转移塑性铰位置的几种连接形式,通过低周反复荷载试验进行了验证.发现这种加强型梁柱连接虽然在地震荷载作用下对承载力的提高并不明显,但可以保证有效地将塑性铰外移,大大提高节点的延性,从而加强了节点的耗能能力,达到避免节点脆性破坏的目的.在此基础上,对加强型梁柱连接在地震荷载作用下的内力传递、变形发展和塑性铰外移的过程进行了深入的理论分析,揭示了加强型梁柱连接的抗震工作机理.     

半钢性连接钢框架性能的有限元分析

进行了一榀两跨三层带双腹板顶底角钢半刚性连接平面钢框架结构的低周反复荷载试验,通过试验考察了半刚性钢框架在循环荷载作用下的弹塑性性能,同时对半刚性和刚性连接钢框架进行了非线性的有限元对比,从而分析了带双腹板顶底角钢半刚性连接的性能及其对钢框架性能的影响。     

翼缘削弱型刚性连接节点的受力性能研究

通过拟静力试验以及有限元ALGOR程序,对翼缘削弱型刚性连接节点进行了低周反复荷载作用下试验研究和非线性有限元分析,研究了翼缘削弱型刚性连接节点的破坏形式和受力性能.分析结果表明:翼缘削弱型刚性连接具有较大的连接刚度和理想的耗能性能;梁翼缘处的焊缝强度是决定翼缘削弱型刚性连接节点性能的主要因素,这为翼缘削弱型节点的研究和应用提供了理论依据.     

钢框架半刚性连接性能研究

给出了几种典型的梁柱半刚性连接形式，通过分析半刚性连接的弯矩-转角曲线，讨论了半刚性连接具有的一些特性，以一个单梁两端不同的约束情况为例，分析了半刚性连接的受力性能，最后，介绍了半刚性连接的柔性对钢框架的影响。     

狗骨式刚性连接节点的受力性能试验研究

采用拟静力试验方案，对2个狗骨式刚性连接试件和1个普通栓焊连接试件进行了试验研究。通过对试件施加低周水平反复荷载作用，分析了狗骨式刚性连接节点的破坏形式、受力性能等。结果表明：狗、骨式刚性连接具有较大的连接刚度和理想的耗能性能；梁翼缘处的焊缝强度是决定狗骨式刚性连接节点性能的主要因素，只有具有良好的焊缝质量才能发挥狗骨的作用。     

外伸端板半刚性节点在循环荷载作用下的研究

介绍了钢框架梁柱采用梁端外伸端板与柱翼缘之间高强螺栓连接的半刚性节点在循环往复荷载作用下的试验过程和结果,分析了四种不同形式点节的承载力和延性特征,依据试验结果,对半刚性节点提出了增加节点延性,防止脆性破坏的构造措施,为钢框架梁柱半刚性节点的设计提供了试验依据。     

二层框架填充墙出平面反应分析的试验研究

通过4组2层混凝土砌块填充墙的模拟地震振动台试验,研究了填充墙与混凝土框架梁之间不同连接方式(刚性连接、柔性连接、柔性连接并用砂浆填实和完全脱开4种连接方式)对填充墙出平面抗震性能的影响。试验结果表明:与框架梁采取柔性连接方式的填充墙显示出了较好的出平面抗震性能;柔性连接并用砂浆填实的连接方式次之;刚性连接和完全脱开连接方式的填充墙破坏较为严重,其平面外抗震性能较差。     

门式刚架端板连接节点半刚性的非线性有限元分析

门式刚架中普遍采用的端板类连接是典型的半刚性节点连接,在介绍门式刚架端板节点的形式及其受力性能的基础上,采用接触单元来模拟端板连接节点的半刚性,预应力单元来模拟螺栓的预拉力,利用ANSYS软件对门式刚架半刚接节点进行了非线性有限元分析,深入分析了半刚性节点中加劲肋、端板厚度、螺栓直径变化对其性能的影响．通过计算表明,端板半刚性连接加劲肋、端板厚度、螺栓直径变化对节点域的剪切性能和梁柱腹板的受力性能均有较大影响．建议在设计中应采取相应措施,考虑节点半刚性的不利影响．     

钢框架抗震性能试验研究和数值分析

通过对狗骨式刚性连接钢框架在低周往复荷载作用下的试验,研究了该类型结构的破坏形态、变形特点、荷载-位移滞回曲线、结构耗能性能等,分析了狗骨式刚性连接钢框架的受力特点及抗震性能.同时对狗骨式刚性连接钢框架进行了有限元分析,其结果与试验吻合较好.进一步说明通过合理的设计狗骨截面,能使其对框架的抗震性能起到保险丝的作用.     

钢结构厚板对接焊缝的低温断裂韧性试验

随着钢板厚度的增加,焊接难度加大,且存在焊接裂纹缺陷的可能性也增大.为防止钢结构厚板焊接接头的脆性断裂,采用三点弯曲试样,以裂纹尖端张开位移(CTOD)为指标,对厚度为150mm的Q345B钢板对接焊缝低温下的断裂韧性进行试验研究. 分析了焊缝金属和热影响区断裂韧性CTOD值δm随温度的变化关系,并用Boltzmann函数对断裂韧性-温度曲线进行拟合,结合试样断口的扫描电镜图分析了断裂的微观机理. 试验结果表明:焊缝金属和热影响区的CTOD值δm随温度的降低而降低,从20 ℃~-60 ℃,降幅分别达78％和91％;热影响区CTOD值δm比焊缝金属和母材均要小. 试验积累了厚板对接焊缝的断裂韧性数据,为低温地区钢结构厚板对接焊缝脆性断裂的预防提供了技术基础.     

Q460E-Z35钢焊接传热过程的数值模拟

对Q460E-Z35钢进行了温度场和应力场的三维数值模拟。模拟结果验证了当钢材与所选的焊材匹配时,不产生裂纹的最低预热温度为150℃,提高预热温度可以更好地提高焊接材料的抗裂性。模拟结果对Q460E-Z35钢焊缝抗裂纹的能力、焊接接头的使用性能以及焊接接头抗脆性断裂的优化设计具有指导意义。     

应力状态对 16Mn 钢焊接接头断裂行为的影响

利用光滑、缺口试件拉伸试验及电子显微技术研究了１６Ｍｎ钢焊接接头在不同应力状态下的强度、塑性特征,裂纹起始、扩展特性及各特征区的断裂韧性ＶＧＣ,讨论了应力状态对接头断裂行为的影响．结果表明：随着应力三轴度的增加,接头由韧性向脆性断裂方式转变,断口形貌则由韧窝向准解理、解理转化,断裂应变急剧下降．母材的ＶＧＣ值最高,熔合区、焊缝次之,过热区的ＶＧＣ值最低．     

Effect of Post Weld Heat Treatment on Microstructure and Fracture Toughness of Friction Welded Joint

The effect of post weld heat treatment on the microstructure and fracture toughness of friction welded joints of Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr alloy was studied. The experimental results show that equiaxial grains were formed at the center of the weld metal while highly deformed grains were observed in the thermomechanically affected zone. The fracture toughness of the weld metal was lower than that of the thermomechanically affected zone under as-weld and post weld heat treatment conditions. With increasing temperature of post weld heat treatment, the fracture toughness of weld center and thermomechanically affected zone increased. The fractographic observation revealed that the friction welded joints fractured in a ductile mode.     

钢框架梁柱腹板连接的有限元分析

针对钢框架结构中梁柱节点在震害中的脆断破坏,利用有限元计算程序ANSYS对梁柱腹板连接试件模型进行循环加载计算,通过对试件滞回特性、节点域应力分布详细研究后得出,节点域有较好的延性和耗能能力,并揭示了节点发生脆断的原因缘于焊缝处剪应力集中,为该种连接钢框架的设计及理论分析提供了依据.     

储油球罐底部脱水管断裂失效分析

储油球罐在服役过程中其底部脱水管突然沿焊道发生了断裂。采用宏观、金相及硬度检验等方法对断裂原因进行了分析,结果是由于焊接工艺不当,在焊缝热影响区形成了粗大而硬脆的马氏体条带,焊后亦未及时退火处理。在焊接应力及工作应力作用下,致使焊缝淬硬区产生应力集中断裂。过多的夹杂物和寒冷的服役环境促进了断裂的进程。     

用奥氏体焊条焊接9%Ni钢马氏体层组织及接头的断裂韧性

采用光学金相显微镜和透射电子显微镜分析了用奥氏体焊条OK69.45焊接的9％Ni钢接头熔合区和HAZ的组织;设计了特殊的试样测试了熔合区和HAZ过热区的断裂韧性COD值,并对断口进行了分析。结果表明:熔合区马氏体层的组织为板条状马氏体;熔合区的断裂韧性COD值与HAZ过热区COD值相差不大,马氏体层的存在并没有恶化接头的断裂韧性。     

20g钢焊接接头冷弯开裂及断裂行为的研究

本文考察了一侧经手弧焊,另一侧经埋弧自动焊焊接接头的显微组织,并用扫描电镜对断口进行了分析。在此基础上,研究了接头的冷弯开裂及断裂行为。结果表明:只有埋弧焊一侧产生冷弯开裂或断裂现象。冷弯初期,在过热区出现裂纹,但在随后的弯曲过程中无明显扩展,这是由于裂纹周围的显微组织具有较大的抗裂纹扩展阻力。冷弯后期,焊缝产生裂纹并迅速扩展而断裂,这主要是由于条虫状气孔的存在所致,而显微气孔及少量的球状显微夹杂对断裂仅起着促进作用。     

隔热管爆裂机理的研究

对油田开采稠油时，热注蒸汽的隔热管爆裂问题进行了研究，通过时隔热管断口形貌、材料成分及显微组织的分析指出：隔热管爆裂发生在抽气孔焊接缺陷处，裂纹在管中之所以会迅速扩展是由于粒状贝氏体，上贝氏体及魏氏组织等造成材料的低温脆性较高所至。同时提出了防止隔热管爆裂的一些具体措施．     

单双丝埋弧焊工艺及接头性能比较分析

以生产中常用的16Mn钢材料为焊接母材,采用单丝交流、单丝直流埋弧焊和双丝埋弧焊工艺方法制备焊件.对不同工艺方法得到的焊接接头进行了拉伸试验,焊缝金属和焊接热影响区金属的室温冲击试验,观察了焊缝金属的显微组织,用扫描电子显微镜观察了冲击断口形貌,根据试验数据计算了不同工艺方法下的熔敷速度.比较分析结果表明:双丝埋弧焊工艺下的熔敷速度比单丝交流、单丝直流埋弧焊工艺下的熔敷速度分别提高了108%和64%,焊接速度分别提高了59%和67%,焊接工艺稳定性好,焊缝成形美观.三种工艺方法下得到的焊接接头抗拉强度和屈服强度无明显区别.单丝埋弧焊时焊缝金属的室温冲击韧度值比双丝埋弧焊时的高,单丝交流埋弧焊时焊接热影响区金属的冲击韧度值最高.