桥梁钢Q345qD低温力学性能及冲击韧性试验研究

为了研究低温环境中桥梁钢Q345qD的力学性能和冲击韧性,防止钢结构桥梁在低温环境中发生脆性断裂,选取钢桥服役环境中可能出现的5个温度点(+20,0,-20,-40,-60℃)进行了系统的低温静力拉伸试验和V形缺口冲击试验,并与文献数据进行对比分析,得到了强度、塑性及冲击韧性指标随温度变化的规律及拟合曲线。研究结果表明:桥梁钢Q345qD抗低温冷脆性能较好,低温下力学性能及冲击韧性均满足防断要求;随着温度的下降,屈服强度及抗拉强度均有所提高,断后伸长率、断面收缩率和弹性模量没有明显变化,冲击韧性下降;在研究温度区间内,相比于相同屈服强度的Q345系列钢材,Q345qD冲击功Boltzmann拟合曲线有较高的上、下平台能,不易发生脆性转变,能够满足常规钢结构桥梁的低温防断需求。     

Q345qD对接焊缝疲劳性能及断裂机理试验研究

为了对钢桥焊接细节进行疲劳寿命评估,分别采用标准圆棒试件和沙漏型光滑试件进行静力拉伸试验和成组轴向拉伸疲劳试验,引入存活率和置信度得到了具有概率水平保证的安全疲劳寿命曲线,并针对焊接接头疲劳寿命离散性较大的现象,进行微观层面的硬度测试和疲劳断口电镜扫描试验,研究焊缝试件过早萌生疲劳裂纹的微观机理。试验结果表明:Q345qD对接焊缝的疲劳性能较好,随应力水平下降疲劳寿命显著提高,并给出了寿命随应力水平变化的拟合式;本批次Q345qD对接焊缝疲劳强度远远超过相同构造的规范取值,持久疲劳极限在S_(max)=260 MPa附近;焊接热输入对焊缝组织有较大影响,热影响区硬度波动明显,组织不均匀和焊接缺陷是导致低应力水平过早疲劳断裂的主要原因。     

960MPa高强度钢材及其焊缝低温冲击韧性试验研究

对14 mm厚的960 MPa高强度钢材及其对接焊缝进行了低温冲击韧性试验研究,得到了母材、焊缝区和热影响区(HAZ)的夏比冲击功Akv随温度的变化关系及韧脆转变温度,将该结果与460 MPa钢材及345 MPa钢厚板进行比较分析,最后通过扫描电镜对其断裂微观机理进行了分析.结果表明:Akv随温度降低而下降,韧脆转变特征明显;960 MPa高强度钢材的Akv总体上大于460 MPa钢材;与345 MPa钢厚板相比,常温下高强度钢材的Akv较小,但随温度降低,普通强度钢厚板的Akv下降幅度更大;钢材强度过高使其吸收的弹性功较高,低温下厚度对其冲击韧性的影响较强度更明显,母材的低温Akv小于焊缝区,但焊缝区更容易发生韧脆转变,体现了960 MPa高强度焊接钢材较大的缺陷敏感性.试验为960 MPa高强度钢材及其焊接钢材在低温地区的推广应用提供了参考数据,同时也为研究冲击韧性和断裂韧性2个指标之间的关系提供了依据.     

埋弧焊线能量对Q345qD钢焊接接头性能的影响

以板厚为16mm的Q345qD为母材,采用埋弧自动焊工艺,通过改变焊接电流和焊接速度来改变焊接线能量,对3组试板进行拉伸和冲击试验,并观察了焊缝金属显微金相组织,分析了焊接线能量对焊缝金属强度和韧性的影响。结合实验数据,得出如下结论:线能量过高将严重损害接头韧性,适当降低线能量可以得到强度和韧性均优良的焊接接头。     

Q345钢材和Ⅱ级对接焊缝动态拉伸试验研究

对两种不同厚度的Q345钢材和Ⅱ级对接焊缝连接件分别进行了落锤冲击动态拉伸试验,并与相同规格钢材试件静态拉伸试验结果进行了对比,研究了应变率对钢材和对接焊缝的破坏形态、屈服强度、极限强度及伸长率等动态拉伸力学性能指标的影响规律。试验结果表明,钢材在动态拉伸时表现出脆性断裂破坏趋势;对接焊缝连接件的破坏发生在母材区,焊缝保持完整,因此II级及以上对接焊缝试件的强度和延性可视为与母材相同。与静力拉伸试验结果相比,10mm厚钢材的伸长率稍有增大,断面收缩率变化不大;18mm厚钢材的伸长率变化不大,断面收缩率明显减小。随着应变率的增大,两种厚度钢材的屈服强度和极限强度有一定程度的提高,而伸长率和断面收缩率有降低的趋势。     

海洋腐蚀环境下Q690高强钢对接焊缝连接的力学性能研究

为研究海洋环境腐蚀对高强钢对接焊缝力学性能的影响,对不同锈蚀程度下的高强钢对接焊缝连接进行了微观形貌扫描和静力拉伸试验,分析了试件表面形貌与腐蚀时间的变化规律,建立了屈服强度、极限强度、弹性模量等力学参数的退化关系,基于二次塑流模型给出了不同腐蚀程度下高强钢对接焊缝连接的本构模型.结果 表明:随着腐蚀时间的增加,红褐色...     

内衬冻结管的低温力学性能试验与安全性判定

在冻结法施工中,冻结管断裂是一个广泛存在且较为严重的问题。因此,为了减少冻结管的断裂等事故的发生,本文开展了对不同规格内衬冻结管在低温下的力学性能研究,并在此基础上运用曲率检验法进行安全性判定,得出了其他条件基本一致的情况下,冻结管厚度越大,其承载能力越大,变形越小,抗弯性能越好,且冻结管的外加荷载与挠度呈非线性关系;同时也说明了曲率检验法不仅考虑了冻结管变形的最大位移,还考虑了冻结管的段高,从而得出了在安全性判定方面,曲率检验法优于常规的挠度检验。     

低温对结构钢材强度与韧性指标影响分析

温度的变化对于结构钢材的性能影响很大 ,尤其是在低温下 ,结构容易发生脆性断裂破坏。本文根据一段时期以来这一方面的研究成果 ,总结了结构钢材力学性能和常用力学指标在低温下的变化规律     

低温环境下早期养护方式对混凝土力学性能的影响

低温环境下,早期养护方式对混凝土力学性能具有重要影响。对比分析了标准养护、自然养护、覆盖棉被养护与发热毯养护等4种养护方式下,不同胶材体系混凝土力学性能的变化。结果表明：与棉被养护、自然养护相比,发热毯养护可以显著提高低温环境下混凝土的早期抗压强度,7 d抗压强度最高可达到28 d抗压强度的97%;复掺硅灰和粉煤灰时,混凝土各龄期的抗压强均较单掺粉煤灰时高,最高抗压强度可提高至单掺粉煤灰的108.5%,对提高低温环境下混凝土的抗冻性能有利。不同养护方式导致的温度及相对湿度的改变对混凝土动弹性模量和抗压强度之间的关联性会造成影响。     

低温对天然橡胶支座力学性能与隔震结构地震反应的影响

为研究在低温条件下温度对天然橡胶支座性能的影响,通过设置-40℃、-30℃、-20℃和23℃不同温度工况对直径为500 mm和600 mm的天然橡胶支座进行了拟静力试验。试验表明,随着温度降低,支座的力学性能也随之变化。在-40℃条件下,直径为500 mm的天然橡胶支座的竖向压缩刚度和水平等效刚度与常温23℃时相比分别增加了29.9%、11.4%,直径为600 mm的天然橡胶支座的竖向压缩刚度和水平等效刚度与常温23℃时相比分别增加了42.3%、49.1%。结合低温下隔震支座的相关参数,对隔震结构进行了地震反应分析。分析表明,考虑低温影响后,随着温度降低,隔震结构中震下的层剪力和水平向减震系数随之增大,大震下的层位移角随之增大。     

高强度结构钢材Q460-C低温冲击韧性试验研究

高强度钢材在建筑行业中逐渐被应用,而随着钢材强度的增大,其韧性性能会有一定程度的退化,特别是在低温环境中更加明显。因此,有必要研究高强度建筑钢材的冲击韧性。通过对14 mm厚的高强钢材Q460-C进行低温下的冲击韧性试验,并将其夏比冲击功值与60,90,120,150 mm厚Q345的AKV值进行比较分析。结果显示,Q460-C的冲击韧性随温度的降低而下降,在20～-20℃,14 mm厚Q460-C钢材的低温冲击功值依次低于同温度下的150,120,90,60 mm厚Q345的AKV值,在低于―20℃时,Q460钢材的强度对其低温脆性的影响没有Q345钢材的厚度对其低温脆性的影响明显。同时,还利用Boltzmann函数对试验结果进行拟合分析,得到Q460-C钢材的韧脆转变温度为-11.1℃;最后对不同温度点下的冲击试件断口进行扫描电镜分析,观察到-20℃下冲断的试件断口形貌有相当的脆性特征,基本已完成了从韧性向脆性断裂的转变。试验表明,Q460-C钢材的低温脆性特征明显,应引起足够重视。     

冻结管常温和低温力学性能的试验研究

根据相关规范,对不同温度下各种规格冻结管试件进行力学性能试验,研究表明:冻结管抗弯承载能力随温度的降低而增大,但其挠度却随着温度的降低而减小,变形能力降低。冻结管断裂一般都发生在接头处,主要原因是冻结管接头与冻结壁的变形协调不一致,因此,改善冻结管接头变形能力是解决冻结管断裂问题的关键,采用内衬管对焊接头可以改善冻结管接头的变形能力和承载能力。     

低碳钢高温行为的试验研究

本文是针对低碳钢受热时及受热后的安全问题进行的研究.文中详细介绍了研究低碳钢受热性能的常规方法与快速、可靠的热模拟法;试验内容;得到的低碳钢温度一强度性能曲线;低碳钢受热后恢复到常温的性能;还找出低碳钢荷载下在较高温度时能支持的时间.这些为处理意外灾害(如火灾、冶金炉与加热炉事故)提供了宝贵的资料和数据依据.     

Q345qE钢板低温焊接工艺试验研究

通过小铁研试验分析国产桥梁用结构钢Q345qE在低温(-10℃)环境下焊接的裂纹敏感性,确定适用于钢箱梁冬期施工的焊前预热温度。并通过低温焊接工艺试验,总结出本工程低温焊接的施工工艺并应用于工程实践,从而有效保证了钢箱梁低温焊接质量。     

不等厚管对接焊接缺陷的应力集中影响

不等厚管对接在焊接区锥形过渡段一侧容易产生焊接缺陷。本文采用有限元分析软件建立两组带焊接缺陷构造形式的有限元模型,参照已有研究成果,选取合适的焊缝几何参数以最大程度减小其对集中系数(SCF)的影响。在分析大量计算结果的基础上得出构成缺陷区几何外形的主要参数d及k对SCF的影响;且对比了两种连接方式对其影响。分析表明d及k对SCF的影响较为复杂;但管厚中心对齐连接方式优于管厚内壁对齐方式且SCF至少降低约16%左右。     

高温后钢材及再生混凝土的力学性能试验研究

为了研究高温后钢材及再生混凝土的力学性能,设计了再生粗骨料取代率为100%的再生混凝土立方体试块并加工了钢材标准试件,对其进行常温、200~800℃(级差为100℃)的模拟火灾高温后的受力性能试验,细致观察了高温后再生混凝土、钢材的表观变化,获取了高温后再生混凝土的破坏形态和强度、钢材的屈服及极限强度等力学性能指标;分析火灾温度对钢材及再生混凝土剩余强度的影响,并提出高温后再生混凝土的剩余强度计算式。研究结果表明:随着温度的升高,钢材的屈服强度呈先上升后下降的变化趋势,极限强度在600℃以下时变化不大,在600℃以上则显著降低;随着温度的升高,其抗压强度逐渐降低。