钢筋焊接温度变化规律及对植筋承载力的影响

为了研究焊接温度对植筋性能的影响,采用测温仪对不同直径的钢筋(Φ12,Φ16和Φ25)在双面焊接情况下的焊接温度进行了量测,得到了距落弧点不同距离、不同时刻的温度变化规律,以及同一时刻各测点的温度变化规律;同时对焊接后植筋的极限承载力进行了试验,分析了焊接位置对植筋承载能力的影响.结果表明:距离落孤点越远,焊接时温度越低,距离大于200mm时,测点温度低于50℃.焊接点到胶层的距离在200 mm以外时,焊接温度对植筋承载力的影响可以忽略不计;焊接点到胶层的距离在200 mm以内时,需采取有效的降温措施.     

植筋胶与混凝土界面粘结滑移性能的试验研究

为了研究植筋胶与混凝土界面的粘结滑移性能,以植筋锚固长度、植筋胶层厚度及钢筋表面特征为参数,进行了6组高强混凝土植筋无约束推压试验,分析了各参数对植筋胶与混凝土界面的粘结应力、粘结滑移性能等的影响。试验结果表明,所有试件均发生植筋胶层与混凝土界面的粘结滑移破坏,且不出现混凝土基体锥体破坏。在其他条件相同的情况下,高强混凝土植筋的推压承载力随着植筋锚固长度、植筋胶层厚度大致呈线性增大;光圆钢筋植筋的推压承载力远小于相应的带肋钢筋,粘结滑移性能较差。在试验研究的基础上,提出了高强混凝土植筋在无约束推压试验时植筋胶与混凝土界面的粘结应力-滑移本构基本函数关系。该模型较好地反映了植筋胶与混凝土界面的粘结滑移关系,可用于混凝土植筋结构的有限元模拟分析。     

高温后RC植筋边节点反复荷载的试验研究

进行了现浇钢筋混凝土植筋边节点在不同受热温度（常温、植筋后焊接、200和300℃）后的低周反复荷载试验,分析了高温后钢筋混凝土植筋边节点构件在低周反复荷载作用下的破坏形态和恢复力特征,探讨了高温对钢筋混凝土植筋边节点抗震性能的影响．结果表明,植筋节点在正常使用情况下满足承载力要求,在常温情况下具有良好的耗能能力;焊接位置距离结构胶表面100mm时,节点植筋试件的强度退化明显,承载力比未受热构件有明显降低．高温（火灾）对植筋节点的耗能性能存在明显影响,在受热200℃以上时,构件的耗能能力会有很大损失．     

蒸压粉煤灰砖墙上植筋的拉拔试验及数值分析

在3个蒸压粉煤灰砖试件上对56根不同直径、锚固深度为10 d的化学植筋后锚固钢筋进行单向拉拔试验.通过测量在不同荷载等级下的钢筋滑移、钢筋应变分布并观察试件受力破坏过程,归纳化学植筋后锚固的受拉破坏模式,研究分析不同钢筋外形、不同直径对化学植筋后锚固承载力的影响.根据蒸压粉煤灰砖砌体、钢筋和胶粘剂的特点及其粘结滑移关系,建立植筋锚固的有限元分析模型,并进行有限元计算.对计算结果与试验结果进行比较,计算结果与试验结果吻合较好.     

火灾（高温）下植筋试件拉拔承载力试验研究

为了研究植筋试件在火灾(高温)下的力学性能,设计制作了25个植筋试件进行高温下拉拔试验.考虑10d和15 d两种植筋深度,试验中记录了混凝土内部温度、钢筋位移以及拉拔力,并对常温和高温下具有相同植筋深度植筋试件拉拔承载力进行分析.试验结果表明:温度对植筋试件承载力有很大影响,随着温度的升高,植筋试件的拉拔承载力显著下降;当温度高于350℃后,高温下植筋试件的承载力约为常温下的10%～20%.     

无机胶植筋构件粘结滑移性能研究

无机胶以其耐高温、粘结性能好在植筋领域得到广泛应用,为深入了解该类植筋构件的粘结滑移受力性能,采用试验方法对其粘结应力进行了研究,考察了不同埋深情况下的粘结性能,埋深为10d和15d情况下植入钢筋均先达到屈服,而后发生拉断破坏.粘结应力沿埋深分布是不均匀的,最大粘结应力出现在距离加载端0.25~0.31(1为植筋埋深)位置处.根据试验研究结果建立了基于位置函数的无机胶粘结滑移本构模型,并将该模型用于有限元分析,采用非线性弹簧单元模拟无机胶的粘结作用,通过与试验结果比较可知,该模型可以较好地反映无机胶植筋构件的受力性能,可用于今后的分析设计.     

高温植筋试件拉拔试验研究

设计了直径20 mm、埋深20 cm、混凝土基材强度等级C25的植筋试件30个,并对在常温下、高温自然冷却后、高温下恒温加载和高温下恒载升温4种工况进行了拉拔试验.通过总结其破坏形态,测算其极限承载力、极限粘结应力和承载力损失,得出了高温自然冷却后和高温下恒温加载试件极限粘结应力和承载力损失规律,高温下恒载升温试件在不同预加载力下试件破坏的滑移变化规律;结合工程实际对高温条件下植筋结构的安全性进行了判定,给出了植筋结构抗火设计和维修加固依据,可为推广应用植筋技术提供参考.     

化学植筋技术及其应用实验研究

运用粘合理论,分析了影响粘合强度的各种因素,探讨了植筋适用的粘合剂,并通过实验对其进行了验证和研究,具体试验了植筋植入深度对粘结性能的影响,钢筋的直径对植筋力学性能的影响,提出了在化学植筋设计、施工过程中的注意事项     

高温后不同冷却方式下的混凝土-钢筋黏结性能

为研究高温后不同冷却方式下混凝土-钢筋的黏结滑移性能,对39个高温后混凝土试件进行了中心拉拔试验,并完成了自然冷却方式下试件的劈裂抗拉强度试验,分析了温度和冷却方式对试件峰值黏结应力和峰值滑移的影响,建立了不同冷却方式下峰值黏结应力、峰值滑移与温度的关系式,提出了考虑初始温度损伤的黏结滑移全曲线方程,并基于黏结强度理论模型计算了自然冷却方式下的黏结强度理论值。结果表明：随着温度的升高,峰值黏结应力线性下降,500 ℃时黏结强度损失达80.5%,峰值滑移随温度升高呈现先减小后增大的趋势,不同冷却方式对峰值黏结应力和峰值滑移的影响不明显;考虑损伤的理论黏结滑移全曲线与试验曲线拟合度较好;采用理论模型计算的黏结强度与试验值较吻合。     

无机胶植筋式后锚固连接的抗火性能

为了研究无机胶植筋式后锚固连接的抗火性能,进行了无机胶与有机胶植筋真实火灾的对比试验.在设计试件时考虑了锚固深度和植筋胶种类2种影响因素.试验时先通过杠杆对试件施加荷载,并在试验中保持恒定不变,然后按照ISO834国际标准升温曲线对试件进行升温,通过植筋梁的挠度来控制试验进程,直至植筋梁试件挠度发展较大而破坏.试验中使用高温应变片、差动式位移传感器以及热电偶来采集试验的关键数据.试验结果表明:锚固深度和植筋胶种类对植筋构件的抗火性能均有较大影响.在火灾作用下有机胶植筋最终将发生锚固破坏,破坏较突然,且耐火极限短.无机胶植筋的受弯构件,在满足一定锚固深度的前提下,在火灾作用下不会发生锚固破坏,破坏形态同一般的钢筋混凝土梁.     

低合金钢板对接立焊单面焊双面成形工艺研究

阐述了16MnR低合金钢板一板对接立焊单面焊双面成形的打底焊、填充焊、盖面焊的工艺过程及操作要领.重点讨论了提高单面焊双面成形打底焊质量的措施;强调了焊条伸入坡口的相对深度对打底焊、填充焊和盖面焊焊缝高度的重要影响.     

球面艏端隔壁结构焊接变形研究

水下航行体球面艏端隔壁结构在工程焊接过程中产生的焊接变形是关系到水下航行体安全的重要因素之一.为了保证焊接构件的可靠性,准确推断水下航行体球面艏端隔壁构件焊接过程中的变形特征,有必要针对厚壁球冠结构的焊接变形进行数值实验分析.基于ANSYS软件编写了焊接计算程序,采用该程序对平板结构的焊接过程进行模拟,并将数值实验结果和物理实验结果进行了对比.在此基础上提出了适用于厚壁结构焊接变形预测的固有应变弹塑性有限元方法,并采用该方法对水下航行体球面艏端隔壁结构的焊接工艺进行分析,得到了不同焊接工艺时球面艏端隔壁结构的焊接变形,通过多种焊接工艺的对比分析,在数值分析范围内,找到了水下航行体球面艏端隔壁结构的最佳焊接工艺.     

伸缩缝梁焊接变形的计算及试验研究

采用基于相对收缩体积的焊接变形理论计算方法 ,对伸缩缝梁的中梁和边梁结构的焊接变形分别进行了预测、分析 ,并对实梁的焊接变形量进行了测试 .计算和实测结果表明 ,中梁的焊接变形主要为挠曲变形 ,而边梁的焊接变形为挠曲变形和旁弯 ,理论计算与实测焊接变形值基本一致 ,为伸缩缝梁的焊接工艺装置的设计、制造提供了必要的理论和试验依据     

边界元辅助焊接残余应力计测的研究

提出了边界元辅助焊接残余应力的无损测试方法,该方法将焊接变形作为已知边界条件,通过边界积分方程及其离散形式──边界元法来求解焊接残余应力,推导出了计算公式,构造了算法和步骤,编制了相应的计算机程序,通过用应力释放法对几块典型焊接试板中的二维焊接残余应力进行实测,验证了该方法的合理性与可行性。     

S30408焊接接头低温力学性能试验

为了研究国产奥氏体不锈钢S30408在低温下的力学性能变化规律,通过-196~20℃下的低温拉伸试验和冲击试验,获得S30408焊接接头与母材的低温拉伸性能和冲击性能数据.试验结果表明：焊接接头与母材的屈服强度和抗拉强度随温度降低呈现明显的增加趋势,低温强化效应显著;夏比冲击吸收能量和侧膨胀值则随温度降低呈现下降趋势;焊缝处铁素体含量最高,冲击韧性最差,且焊缝处冲击韧性的降低与其本身在低温下抵抗裂纹扩展能力的降低有关;铁素体分布的不均匀性致使焊接接头存在微观力学性能的差异,对接头处变形产生塑性拘束,削弱了焊接接头的承载能力.     

厚壁球冠结构焊接变形及残余应力数值实验研究

潜艇球面艏端隔壁结构在工程焊接过程中产生的焊接变形及残余应力是关系到潜艇安全的重要指标．为了保证焊接构件的可靠性，准确推断潜艇球面艏端隔壁构件焊接过程中的力学行为，有必要针对厚壁球冠结构的焊接变形及残余应力进行数值实验分析．该文在大型有限元软件ANSYS的基础上，开发了相应的焊接程序，对焊接过程中结构的应力、变形进行了数值模拟；并将模拟结果与相关的理论值及实验值进行对比分析．对比结果表明，数值实验结果与理论结果基本吻合，可以满足工程要求．在此基础上，对厚壁球冠结构的焊接过程进行三维有限元分析，得到了球冠结构焊接时的变形及残余应力的变化规律，为结构的加工工艺提供了可靠的依据．     

不锈钢TIG焊活性剂对焊缝性能的影响

针对TIG焊生产效率低，单层焊可焊厚度小等问题，采用活性化TIG焊（A-TIG），能够大幅度地提高焊缝熔深，从而提高焊接效率和生产率。研究了在不锈钢TIG焊中，5种单一成分的活性剂（SiO2、CaF2、TiO2、Cr2O3和NaF）对焊缝机械性能和微观组织的影响，试验结果表明，同传统的TIG焊相比，在相同规范下，上述5种活性剂都能够大幅度的提高焊缝的熔深，但是不同的活性剂对焊缝机械性能的影响不同，其中活性剂SiO2所形成的焊缝的抗拉强度和塑性最好，而活性剂Cr2O3所得到的焊缝硬度最大；活性剂对焊缝微观组织没有明显改变，仅仅改变了奥氏体和铁素体组织的纹理结构。     

CAPL焊接工艺规范的优化

本文提出了焊接工艺在线调整基本原理，运用作者已建立的实验－数模法，优化了冲压钢冷轧薄板田平缝焊工艺规范，探讨了焊件特征对焊接参数的影响规律。     

Nd:YAG激光+CMT电弧复合热源平焊工艺参数对焊缝成形的影响

以304不锈钢为对象,借助焊缝成形参数来评价YAG激光+CMT电弧复合热源平焊焊缝的成形特征,研究了Nd:YAG激光+CMT复合热源平焊过程中焊接工艺参数对焊缝成形的影响.结果表明,在CMT电弧焊接中加入激光可以改善平焊焊缝成形;与其它复合热源焊接相对比激光功率对熔深影响较大,对平焊焊缝成形的影响程度与焊接电流有关;采用大的光丝间距有利于焊缝金属的铺展;离焦量对平焊焊缝的熔深影响明显,对焊缝金属铺展性的影响可以忽略不计.     

一种基于互相关技术的焊缝跟踪方法

机器视觉焊缝识别是一种很有前途的方法，但是由于外部干扰，采集到的图像模糊，基于图像边缘识别的焊缝定位方法计算量大，难以满足焊接的实时性要求.为实现实时焊缝跟踪，采用了基于信号和噪声的统计特性的相关检测技术，该技术对焊缝图像清晰度要求不高.试验结果表明，这种技术可以取得很好的效果，基于信号与噪声的统计特性的互相关检测技术适于焊缝实时跟踪和焊接自动化.