铝合金毂式节点轴向拉压受力性能有限元分析

为探究空间结构体系中铝合金毂式节点受力性能,采用非线性有限元软件ABAQUS建立了25个不同尺寸的铝合金毂式节点精细化数值模型研究其受拉和受压性能,并分析了毂体槽间距、齿间距、齿宽度、齿深度等因素对节点受力性能的影响.分析结果表明:节点受拉承载力主要由毂体与杆件嵌入部分之间凹凸齿槽承担;改变主要参数,节点受拉极限状态共出现毂体凸齿弯剪破坏、毂体最内侧槽部弯剪破坏、毂体最外侧槽部弯剪破坏和毂体凸齿剪切破坏4种破坏模式;在研究范围内增大毂体槽间距和齿宽度,节点抗拉极限承载力增加71.3%和112.9%;节点受压极限状态主要为失稳破坏,主要参数的改变对其承压性能影响较小.最终给出研究范围内节点抗拉极限承载力公式和设计建议.     

楔形蜂窝工字钢压弯构件静力性能研究

为了节省钢材、提高构件的刚度和强度,在楔形构件和蜂窝梁的基础上提出了楔形蜂窝构件.介绍了楔形蜂窝构件的制作方法,采用试验研究了楔率和开孔尺寸对悬臂楔形蜂窝构件刚度和抗弯承载力的影响.在试验研究的基础上,建立楔形蜂窝构件的有限元模型,研究了悬臂楔形蜂窝构件塑性区域的应力和应变的分布情况.研究结果表明,将H型钢切割制成楔形蜂窝构件,抗弯刚度和强度明显提高.悬臂楔形蜂窝构件的极限承载力和刚度主要取决于构件大头的截面高度.当孔洞大小相等时,楔率增大,制成的楔形蜂窝构件大头截面变高,构件的刚度增大.当轴压比较小时,悬臂楔形蜂窝压弯构件可以近似的采用塑性铰模型;当轴压比较大时,利用塑性铰模型分析是不合适的.     

焊接球节点刚度的有限元分析

采用结构通用程序ＳＡＰ５对空间网格结构中广泛应用的焊接球节点的节点刚度进行各种不同情况下的有限元分析,并引入正交设计的概念,通过对大量计算结果的回归分析,得到了以球径,壁厚、杆径等为参数的焊接球节点的轴力柔度系数和弯曲刚度系数的通式,以便于工程设计中采用。     

复合荷载作用下TX型方管节点静力性能试验研究

对两个TX型方钢管相贯节点进行了轴力、弯矩共同作用下的静力试验研究.通过对试验现象的分析,研究了节点的破坏特征、应力分布规律、抗弯刚度以及极限承载力等静力性能.试验结果表明:当主管受压时,节点的抗弯刚度相比主管受拉的情况会有所降低.圆角处的焊缝往往较早出现裂缝,使得节点强度难以充分利用.在设计中,如果要将节点视为刚性,需要采取一定的加劲措施,并在施工和加工过程中确保焊缝质量.     

部分端板连接梁柱组合节点有限元分析

对静力荷载下部分端板连接工字型截面梁柱组合节点的有限元模型进行分析,通过变换参数,得出了楼板配筋率、钢筋强度、梁柱钢材强度、钢梁高度、端板厚度、端板高度等参数的变化对节点工作性能的影响规律.     

钢框架梁柱组合节点滞回性能有限元分析

钢框架组合节点考虑楼板组合效应后,其承载能力大幅提高,节点区刚度相应增大,可能对抗震造成不利影响。采用通用有限元软件ABAQUS建立非线性精细有限元模型,并对单元选取,螺栓受力行为和材料的应力应变关系及损伤模型的确定进行详细说明。结合国内外已有的钢框架组合梁节点拟静力试验,验证了非线性有限元模型的正确性和适用性。试验和有限元分析结果均表明：考虑楼板的组合效应之后,该类型节点的刚度和承载力均有较大幅度提高,承载力提高幅度约为26％,节点区弹性刚度提高了30％左右;在静力往复荷载作用下,该类型节点的滞回曲线较为饱满,耗能能力强,具有良好的抗震性能。     

弦杆为折杆T型圆钢管节点抗弯刚度试验与有限元分析

以T型原钢管节点抗弯刚度试验研究为基础,对节点的非线性有限元建模方法进行了校验.揭示了影响节点抗弯刚度的主要参数以及这些参数与抗弯刚度的关系.建议改变传统的把节点简化为刚接或铰接的思想,在节点区域施加弹簧单元,这种方法应该更接近于实际节点的受力情况.     

矩形钢管混凝土T型节点极限承载力及其参数分析

矩形钢管混凝土桁架具有整体刚度大、抗震性能好、节点形式简单、施工方便、节点承载力大、造型优美的优点,广泛应用于我国的桥梁和空间结构等大跨、重载结构中。矩形钢管混凝土T型节点常见于Vier-endeel和Fink桁架中,节点的合理与否对结构的安全性与工程造价有很大影响。国内外对其研究虽然开展相对较晚,但已经引起多方面的足够重视。本文应用大型有限元软件ABAQUS对T型节点进行参数分析,以探究各参数影响其静力力学性能的规律。     

主方支圆间隙K型相贯节点极限承载力的有限元分析

对27个主方支圆间隙K型相贯节点进行了非线性有限元分析。考察了支管宽度主管直径比、主管径厚比以及支主管厚度比对节点破坏模式和极限承载力的影响，结果可供设计人员参考。     

Deformation Behavior of 6063 Aluminum Alloy During High-Speed Compression

The deformation behavior characteristics of 6063 aluminum alloy were studied experimentally by isothermal compression tests on a Gleeble- 1500 thermal-mechanical simulator. Cylindrical specimens of 14mm in height and 10mm in diameter were compressed dynamically at temperatures ranging from 473 to 723K and at higher strain rntes from 5 to 30s^-1. It is fouud that the flow curves not only depend on the strain rate and temperature but nlso on the dynamic recovery aud recrystallization behavior. The results show that the flow stress decreased with the increase of temperature, while increased with the increase of strain rate. The discontinuous dynamic recrystallization （DDRX） may take place at a high strain rate of 20s^-1 under the tested conditions. At 30s^-1 , the flow curve can exhibit,flow softening due to the effect of temperature rise that raised the temperature by aboat 32K in less than 0.05s.     

AZ31B镁合金和6065铝合金动态压缩行为数值模拟

为了研究帽状试样AZ31B镁合金和6065铝合金在动态压缩变形过程中的温度、应力与应变演变规律,采用Johnson-Cook本构方程和累积塑性损伤方程进行了数值模拟,运用有限元软件ANSYS/LS-DYNA模拟了AZ31B镁合金和6065铝合金帽状试样的动态变形过程.结果表明,两种合金的裂纹萌生和扩展过程相似,局域化变形带内塑性应变由内向外对称分布.相比于AZ31B镁合金,6065铝合金的塑性应变影响区域更为狭小,其应变和应变率硬化效果更强.6065铝合金的变形温度能够达到其动态再结晶临界点,因而易于绝热剪切带的形成.     

Rheological behavior of continuous roll casting process of aluminum alloy

The rheological behavior of aluminum alloy and its influencing factors in physical simulation of continuous roll casting process were studied by using a Gleeble-1500 thermal-mechanical simulation tester with a set of special clamp system. The relationships between the flow stress and the strain rate in the deformation process of simulating roll casting experiment were obtained. The results show that four different characteristic stages exist in the temperature range of the whole rheological process. The first occurs when the temperature is higher than 600℃, which belongs to the creep deformation stage; the second occurs when the temperature lies in the range of 500 - 600℃, and it can be regarded as the high temperature and low stress level deformation stage; the third occurs when the temperature decreases to the range of 300 - 500℃, it is considered to be the middle stress level deformation stage; the last occurs when the temperature is less than 300℃ and the strain rate is less than 1.00 s^-1 , it belongs to middle stress level deformation stage. But when the strain rate is larger than 1.00 s^-1, it belongs to the high stress level deformation stage. And the relative constitutive models suitable for the four different stages of continuous roll casting process were established through multivariate linear regression analysis of the experimental data.     

Correlation between microstructural features and tensile strength for friction welded joints of AA-7005 aluminum alloy

Similar friction welded joints of AA-7005 aluminum rods were fabricated using different combinations of process parameters such as friction pressure(1.0, 1.5 and 2.0 MPa) and friction time(10, 15 and 20 s). Interfacial microstructure and formation of intermetallic compounds at the joint interface were evaluated via scanning electron microscopy(SEM) equipped with energy dispersive spectrum(EDS), and optical microscopy(OM). Microstructural observations reveal the formation of intermetallic phases during the welding process which cannot be extruded from the interface. Theses phases influence the tensile strength of the resultant joints. From the tensile characteristics viewpoint, the greatest tensile strength value of 365 MPa is obtained at 1.5 MPa and 15 s. Finally, the role of microstructural features on tensile strength of resultant joints is discussed.     

7A52铝合金电化学局部腐蚀行为

为进一步研究7A52铝合金的耐蚀性能和应力腐蚀敏感性,运用电化学方法研究了7A52铝合金在3.5%NaCl溶液中的局部腐蚀行为.用光学显微镜、扫描电子显微镜观察了腐蚀形貌.试验结果表明,Mg₂Si首先发生阳极溶解,一些尺寸较小的Mg₂Si被完全腐蚀,产生自身的点蚀坑.然后Mg₂Si的电位正移与周围基体形成新的腐蚀电偶,其边缘基体作为阳极被腐蚀.被腐蚀的基体形成空穴,Al3+在空穴中聚集并水解,空穴中产生酸性环境.被空穴包围的Mg₂Si脱离基体,形成更大的点蚀坑.AlMnFe在整个试验中并未发生腐蚀.     

铝合金薄板电子束穿透焊熔池的数值模拟

为有效地控制电子束焊接后的焊缝成形,得到符合要求的焊接结构,本文基于电子束焊接熔池物理过程的分析,使用有限体积法(FVM)数值模拟软件Fluent,对2mm厚的2219铝合金电子束穿透焊的温度场和流场进行数值模拟,研究了电子束穿透焊时熔池的流动行为及规律.模拟结果表明,电子束焊接形成穿透型匙孔时,熔池中液态金属的流速大小和方向迅速发生改变,最大流速可以达到10 m/s;产生的金属蒸汽反冲压力会使熔池剧烈震荡,熔池中远离匙孔的液态金属在Marangoni对流的驱动下,使熔池上、下两部分形成了较中间部分更长、更不稳定的拖尾,同时促进了熔池宽度的增加;熔池宽度和熔池拖尾长度分别在35 ms、90 ms左右达到了稳定.模拟焊接熔池凝固后,正面焊缝有一定的余高,背面焊缝有一定的收缩,其表面焊缝形态与实际焊缝形态吻合良好.此外,通过对熔池中液态金属的流速分析,还可以得出结论:金属蒸汽反冲压力对熔池的驱动作用远大于重力和表面张力的影响.     

5554铝合金异种焊料焊接的显微组织及力学性能

在5554铝合金钨极氩弧焊焊接工艺基础上,利用万能拉伸试验机、光学显微镜和显微硬度测试仪等仪器,比较了5554铝合金异种焊料焊接接头的微观组织结构和力学性能。结果表明,随着焊料含镁量的增加,焊接接头的力学性能都得到了不同程度的降低,而且随着镁含量的增加,焊接热裂纹越明显。三种焊料焊接的接头显微硬度均比母材低,通过试验验证,得出焊后保温是导致这一结果的主要原因。     

铝合金电阻点焊预压接触分析

为了探究铝合金电阻点焊的接触压力分布及初始导电区域,利用ABAQUS软件建立球面形电极条件下的预压接触二维轴对称有限元模型并对模型施加不同的电极压力.在可视化模块中得到了各个接触面上接触压力随载荷变化曲线、电极上的轴力分布云图及工件内的有效塑性应变云图.有限元分析结果表明,各接触面上的接触压力分布是不均匀的,电极-工件间的接触压力受电极球形端面轴向应力分布影响;工件间接触压力与材料所处状态有关;随着电极压力的增大,工件间接触半径呈线性增长.说明电阻点焊时可以通过选取不同截面的电极来改善接触压力的分布,进而改变初始导电区域的大小.     

铝合金宏观脆断分析及常低温抗断设防

结合经典力学和断裂力学对金属屈服和断裂解释的力学原理,提出了刻痕杆刻痕根部亚表层屈服和开裂的近似重合性假设.通过对铝合金深槽刻痕杆刻痕根部亚表层断裂应力场的数值分析和等效简化,导出了常温下铝合金在应力三轴空间宏观脆断强度的上、下限建议值分别为:σUF=2σY和σLF=σY/(1-μ).铝合金低温下断裂模式的定性剖析结果显示,建议的断裂准则能较好地解释铝合金低温试验中的脆断现象.最后,将铝合金宏观脆断机理和抗断设防结合起来,给出了铝合金常低温下的抗断设防框架及建议.