波形齿锚具锚固CFRP片材的力学性能试验研究及锚具体系设计

针对波形齿锚具受力机理中的粘结、摩擦及弯曲效应设计出多种锚具,用碳纤维布制作若干多层布CFRP片材的小试件并用这几种锚具进行拉伸试验,从而实现锚固长度计算公式中参数进行试验研究并对其进行量化。同时还进行了有粘结型与无粘结型波形齿锚具锚固CFRP片材的试验,结果表明:波形齿锚具是以第一排螺杆轴力增量为主来增大摩擦力实现可靠锚固CFRP片材。并提出设计螺杆时其轴力与剪力值可取CFRP片材极限抗拉强度的百分率。     

可靠性强化试验通用夹具研究

针对可靠性强化试验中全轴随机振动试验的通用夹具问题展开研究，首先提出了基于全轴随机振动环境多轴非比例加载，非高斯幅值分布、宽频带等特性的全新夹具设计要求，然后通过理论分析得出了夹具设计的一般原则，最后设计实现了一种可靠性强化试验通用夹具，并对该夹具进行了测试验证，全轴随机振动试验的夹具设计是可靠性强化试验在工程应用中的关键技术，该文的研究可以为可靠性强化试验的推广应用提供广泛借鉴．     

预应力碳纤维布张拉锚固系统加固混凝土梁研究

为深入研究预应力碳纤维布的加固性能,提出一种新型预应力CFRP布张拉锚固系统.研究新型加固系统的张拉设备、销钉锚具的销钉数量及直径对CFRP布张拉、锚固性能的影响,并利用该张拉锚固系统进行预应力CFRP布加固混凝土梁抗弯性能试验.试验结果表明:与平板锚具相比销钉锚具具有较强的锚固能力,锚固力提高30％;当销钉直径为8 ...     

装配式钢-混凝土组合梁高强螺栓剪力连接件力学模型

剪力连接件是装配式钢-混凝土组合梁的关键部件,其荷载-滑移曲线大致分为四个阶段,即滑移前摩擦阶段、滑移阶段、滑移后弹性阶段、滑移后塑性阶段。该文通过弹性地基梁理论和材料力学平面应力理论,建立了高强螺栓剪力连接件的受力模型,对前三个阶段的受力行为进行了理论解析分析,并通过多组试验数据对理论结果进行了验证,二者吻合良好。研究表明：剪力连接件在整个受力过程同时受弯矩、剪力和轴力的耦合作用,该文提出的力学模型能较为准确的模拟螺栓弹性阶段的极限值,能初步解释螺栓在弹性段抗剪性能随预拉力变化的原因;并得出了螺栓弹性段弯矩对其屈服极限影响有限的结论。     

钢-预应力混凝土组合梁滑移规律分析及连接件局部加强设计

为了对预加力阶段组合梁剪力连接件的局部加强设计提供理论依据,采用能量变分法,考虑翼板剪力滞效应和钢梁与混凝土板之间相对滑移的影响,推导了钢-混凝土预应力组合梁在预加轴力作用下荷载效应的解析解,计算结果与试验结果吻合较好,并在解析解基础上分析了预加轴力作用下组合梁结合面的相对滑移规律.分析表明:组合梁在预应力锚固区的界面...     

后张法预应力混凝土桥梁张拉施工技术

本文综合分析了后张预应力板梁张拉施工工艺,提出了张拉机具选择计算的新方法和预应力筋理论伸长值的较为准确的计算方法,并结合现场张拉施工对理论伸长值进行了校核,并与实测伸长值进行了对比分析,取得了较好的"双控"效果。     

不锈钢T形件螺栓连接承载性能试验研究

通过开展14组不锈钢T形件螺栓连接试件的单调拉伸试验,得到了各试件的极限承载力、破坏模式和撬力发展规律,分析翼缘厚度、翼缘材料、螺栓直径和螺栓预拉力等因素对不锈钢T形件承载性能的影响。结果表明:螺栓预拉力对试件的极限承载力没有明显影响,但会提高试件的初始刚度; T形件的破坏模式取决于翼缘和螺栓的相对关系,与螺栓预拉力无明显关系;撬力值随着翼缘厚度和螺栓直径的减小而增大,但极限承载力对应的撬力值与螺栓预拉力无关。将试验结果与现行欧洲、美国和中国规范的计算结果进行比较,表明现行国内外规范的相关计算公式均较保守,其中美国规范由于翼缘采用极限抗拉强度,计算结果与试验值最为接近。     

多齿铣刀侧铣加工多层CFRP铣削力的建模与仿真

由于碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)的层间结合强度较低,进行切削加工时在切削力的作用下容易出现分层和毛刺等质量缺陷。因此,通过对切削力的预测与控制可以有效提高加工质量。采用瞬时刚性力模型对多齿铣刀侧铣多层CFRP材料的加工过程进行铣削力建模与仿真,分析了多齿铣刀特有的几何结构对切削力的影响。试验中保持切削速度恒定,以不同进给速度分别对45°、0°、-45°和90°这4种典型纤维方向的单向CFRP进行侧铣加工,通过测得的切削力数据计算各自的铣削力系数。根据力学矢量叠加原理得到了多向CFRP铣削力系数的简化计算表达式,最后将计算结果代入铣削力模型得到了各时刻的铣削力仿真值。在同样的试验条件下对该多向CFRP进行侧铣加工验证试验,试验结果表明: 该模型能较好地预测铣削力,最大相对误差小于9%,平均相对误差小于5%,可为铣削参数优化和刀具结构优化提供理论基础。     

高强度螺栓新型拉力试验夹具的研制

对钢结构连接用的高强螺栓直接影响到建筑的质量和寿命，需要进行拉力或楔负载试验、螺母保证荷载试验。电力杆塔基础多用M30、6．8级及以上螺栓。一般工厂购置的60t材料试验机不能满足拉力要求，本文介绍设计一种的螺栓拉力试验夹具．不但能用万能材料试验机进行拉力试验，也能用大吨位压力机的压力来转变成拉力进行拉力试验，利用传感器数显装置也可直接到螺栓加工现场检验。     

对角槽钢加劲钢板剪力墙抗震性能试验研究

为研究大跨高比的对角槽钢加劲钢板墙结构,该文对3个1/3缩尺的钢板剪力墙试件进行了拟静力试验研究,包括一个拼接式钢板剪力墙和2个拼接式-对角槽钢加劲钢板剪力墙。试验结果表明钢板剪力墙有良好的耗能能力,对角加劲钢板墙滞回曲线饱满呈梭形。槽钢的两个翼缘与钢板连接,形成具有更大抗扭刚度闭口截面,在加载过程中避免了加劲肋的扭转而导致加劲效果降低。对角布置的槽钢加劲肋具有较大的抗弯刚度,在弹性阶段提高钢板的弹性屈曲荷载,限制钢板平面外变形;在弹塑性阶段能起到增大拉力带的作用,提高结构承载力。推导了框架柱的剪力、轴力和弯矩计算公式,结果表明对角槽钢加劲形式对边缘构件的附加轴力和剪力作用较大,因此在设计时应考虑加劲肋的支撑作用。     

螺栓夹持填充孔复合材料层压板层间应力分析

为了研究含螺栓复合材料层压板连接接头的层间应力分布规律,提出了采用填充孔形式和虚拟界面层方法求解层间应力,并建立了三维有限元模型对受面内压缩载荷的螺栓夹持填充孔层压板进行分析。结果表明:层压板层间应力集中不仅发生在孔边,还会在螺栓头边缘附近出现,且夹持力越大螺栓头边缘附近的层间应力集中越严重;合理的螺栓夹持力能改善孔边应力状态,提高孔边抵抗分层的能力,但无法改善螺栓头边缘附近的层间剪切应力集中状态。因此,在进行含螺栓夹持的层压板机械连接结构孔边层间强度设计时,也要考虑螺栓头边缘的层间剪切应力集中问题,以提高复合材料结构的安全性。     

螺栓杆应力集中系数的研究

螺栓球节点栓杆上的应力集中是导致栓杆发生疲劳破坏的主要原因。该文通过理论推导及数值分析的方法研究了螺栓杆的应力集中系数。在忽略螺纹升角的情况下,根据变形协调条件研究了螺栓杆的轴力梯度变化,采用数值计算确定常用螺栓球的螺纹位移系数及螺纹力计算公式。采用局部建模,通过迭代计算的方法确定螺栓杆应力集中系数。与完整模型的计算结果比较表明该方法的计算结果具有较高的精度,且计算效率高。     

考虑梁轴向约束效应的RC梁柱节点受力机理及抗震性能试验研究

钢筋混凝土（RC）框架梁受弯损伤会发生轴向伸长,周边构件（抗侧力构件、现浇板）对梁伸长的约束作用会在梁中产生不可低估的轴力,从而影响梁柱构件和节点的抗震性能以及结构的强震破坏模式。分析了梁中约束轴力对节点抗剪受力机理的影响,设计了6个1/2比例的RC梁柱子结构试件,采用可直接量测约束轴力的等效约束装置代替周边构件对梁伸长的约束作用,通过低周往复加载试验考察了梁轴向约束效应对节点抗剪需求、抗剪承载力以及损伤破坏模式的影响。结果表明,约束轴力对抗剪需求的影响比抗剪承载力的影响明显,梁轴向约束效应产生的轴力较大,且随梁弯曲变形的增大而增加。与无约束试件相比,考虑梁轴向约束效应的试件节点抗剪需求增大了1.14~2.22倍,节点区斜裂缝宽度较大,损伤情况更加严重。     

力矩扳手在螺杆压缩机装配中的应用

本文介绍了螺杆压缩机装配过程中连接螺栓的受力情况，并对螺栓所受预紧力和扭矩进行了初步的分析。     

螺纹摩擦对螺栓轴向力-伸长量特征曲线的影响

基于超声波技术,通过对螺栓进行拉伸试验,研究了不同外载下螺栓轴向力-伸长量特征曲线的差异,分析了螺纹摩擦对螺栓轴向力-伸长量特征曲线的影响.结果表明:螺栓的单向拉伸与扭转拉伸因受到的载荷方向不同而导致其屈服点不同;螺栓前期拧紧标定过程中螺纹摩擦对螺栓轴向力有很大影响,会影响后续子系统螺栓夹紧力的大小;不同的螺纹摩擦状态...     

Failure Analysis of a 1990 Mazda Miata Crankshaft and Timing Pulley Bolt

A Mazda Miata crankshaft and timing belt pulley bolt failed in service. This caused extensive damage to the engine. The crankshaft and bolt were analyzed to determine the cause of failure. Using visual examination and other means, it was determined that the crankshaft and bolt failed by fatigue. The crankshaft failure initiated at the keyway, while the timing belt pulley bolt initiated in the threads. Inadequate clamping force during installation of the timing belt pulley bolt is thought to have initiated failure.     

CFRP 主缆在鞍座及索夹处的抗弯折性能研究

为研究CFRP 主缆在鞍座及索夹处的抗弯折性能,首先理论分析CFRP 主缆的抗弯折性能取决于所用材料即CFRP 丝,然后分析CFRP 丝在鞍座及索夹处两种不同的弯折变形状态及内力分布,推导抗弯折效率的计算公式,并对各影响因素进行参数分析,最后针对不同工况,对CFRP 丝在鞍座和索夹处的抗弯折性能分别进行试验研究。理论与试验分析结果表明:CFRP 丝半径与弯折半径的比值与抗弯折效率呈线性关系,比值越小,抗弯折效率越高;抗弯折效率还受弯折包角、CFRP 丝的极限应变的影响,尤其当CFRP 丝半径与弯折半径的比值较大时抗弯折效率对这些因素的敏感度较高;鞍座与索夹处CFRP 主缆均能达到90%以上的抗弯折效率;理论分析与试验结果能够较好吻合。     

超声法测量螺栓轴向力的测量准确度分析

用超声法测量螺栓轴向力时,测量结果受多因素的复杂关联影响,这导致测量准确度偏低。为实现短螺栓(M8×37)紧固后轴向力值的准确测量,针对超声法测量螺栓轴向力问题进行理论分析,构建测量误差模型;对测量中的若干要素(如温度、探头位置与耦合状态等)进行分离、控制,分两阶段开展试验,研究多要素对测量结果的影响规律,探知可达的测量准确度。分析结果表明:用超声法测量螺栓轴向力时,声时差-轴向力系数对测量结果的准确度影响显著,故应对系数进行准确标定,使之与测量螺栓有效匹配;温度的波动、探头耦合状态的改变,使测量结果准确度降低,此时应采用温度补偿、二次回波分析法将这些因素的不利影响排除;探头摆放位置的不一致将使测量准确度显著降低,但可借助于相关分析方法对测量异常值进行识别与剔除。通过合理有效的测量工艺控制措施,可使超声法得到的螺栓轴向力测量结果具有较高的准确度,满足工程应用需求。     

Finite element investigations of bolt clamping force and friction coefficient effect on the fatigue behavior of aluminum alloy 2024-T3 in double shear lap joint

In this paper, the effect of bolt clamping force on the fatigue life of bolted double shear lap joints was investigated numerically. To do so, finite element simulation results were used to illustrate the trends occurred in experimental fatigue tests showing the effect of bolt clamping on improving the fatigue life of double shear lap joints. The results show that clamping force decreases the resultant longitudinal stress at the hole edge thus the fatigue life increases compared to clearance fit specimens. In general, at higher tightening torque longer fatigue lives were achieved, however, below a certain load level the life improvement was discontinued because of fretting occurrence. Also lubricating the specimens reduces the advantages of the clamping force.     

碳纤维增强环氧树脂复合材料层合板干涉连接插钉轴向力建模与分析

碳纤维增强环氧树脂复合材料（CFRP）构件干涉配合连接的插钉轴向力过大会引起层合板弯曲和分层,严重影响产品的安全性。针对CFRP层合板的高锁螺栓干涉连接过程,分析了其制孔、插钉及拧紧等装配连接工艺,将其干涉插钉过程划分为4个阶段,并对各个阶段进行了详细的力学行为分析;对螺栓杆处和倒角处的挤压力和摩擦力分别进行力学建模,并结合各作用力的边界条件与阶段划分,构建了干涉插钉全过程的轴向力模型;通过ABAQUS有限元模拟了CFRP层合板干涉插钉工艺过程,并开展了干涉螺栓安装实验,对比分析了层合板孔周径向挤压应力分布和插钉轴向力变化规律,解析结果与模拟和实验结果吻合较好,为后续CFRP层合板的插钉分层损伤和工艺优化研究奠定基础。