钢结构角焊缝低温抗剪疲劳性能的试验研究

国内外学者对钢结构的焊缝连接在常温下的疲劳性能进行了广泛的研究,但是所见文献中对构造细节在低温下的疲劳性能研究较少。为此,以Q345B钢材制作了原状处理的侧面和正面角焊缝连接的两组板材试样,采用高频疲劳试验机在0℃、-20℃、-40℃下进行低温疲劳试验,并进行数据拟合。试验结果发现：对于侧面角焊缝试样而言,低温会提高构造细节的疲劳寿命,而低温对正面角焊缝试样的影响并不明显。低温下的正面角焊缝抗疲劳强度高于侧面角焊缝。正面角焊缝疲劳破坏形式为贯通焊缝裂纹,侧面角焊缝为焊趾向热影响区延伸裂纹。研究结果表明：低温对于不同的构造细节形式的节点疲劳寿命的影响没有统一的结论,有待更多试验进行研究并分析。     

高温自然冷却后Q345钢材疲劳性能试验研究

为研究火灾后钢材承受机械振动、风致振动和车辆振动等动力荷载的疲劳性能,通过升温、自然冷却和疲劳试验,对室温和经历250～750℃高温自然冷却后的40个Q345钢材试样进行轴向拉伸疲劳性能试验研究。结果表明:不同高温自然冷却后Q345钢材疲劳断口的破坏特征存在明显差异,裂纹扩展区和瞬断区的面积随温度升高而发生变化; Q345钢材在室温或经高温自然冷却后的疲劳断口具有典型韧窝组织,受热温度不超过500℃时韧窝组织随温度升高而增多变密,受热温度为750℃时韧窝组织减少、变浅且大小分布不均匀,主要表现为具有撕裂痕迹的类解理破坏;经高温自然冷却后Q345钢材的疲劳寿命随着温度增加而呈先增加后减小的变化趋势,与常温下钢材的疲劳寿命相比,500℃以内时,疲劳寿命随温度升高而增加,最大增幅为277.18%,750℃时疲劳寿命下降了65.27%。根据试验结果,建立不同高温自然冷却后Q345钢材的概率S-N曲线模型,利用该模型可对火灾后Q345钢结构的疲劳性能进行有效评估。     

LOW CYCLE FATIGUE BEHAVIOUR OF STRUCTURAL STEEL MEMBERS AND CONNECTIONS

Abstract— An experimental study was carried out to investigate the low-cycle fatigue behaviour of steel beam and beam-column members, as well as of steel connections, with particular emphasis on beam-to-column joints. Several full-scale specimens were tested, in a multi-specimen testing program, using constant-amplitude displacement histories, to develop a cumulative-damage model. Variable amplitude tests were carried out in order to verify the validity of the proposed model.
It is shown that the S-N curves given by codes for high-cycle fatigue can be used to interpret the low-cycle fatigue behaviour of steel members and connections. Miner's rule can be used, together with the previously defined S-N curves and with a cycle counting method to define a unified cumulative damage model valid for both high and low cycle fatigue. A general failure criterion is proposed which considers the actual energy dissipation through plastic deformation.     

TiCl3对气体S—N—B三元共渗的影响

研究了TiCl_3对气体S-N-B共渗动力学过程、组织和性能的影响,筛选出实现低温560℃S-N-B共渗获得较好组织和性能的TiCl_3的最佳加入量;用金相、X射线及电子探针等技术对渗层进行了较系统的分析,对TiCl_3的催渗机理及Ti的渗入机理进行了探讨。     

温度和轧制方向对TC1合金板材疲劳行为的影响

为了确定试验温度和轧制方向对TC1钛合金板材的高周疲劳寿命及断裂行为的影响,针对平行于和垂直于轧制方向的TC1钛合金板材在不同试验温度下进行了应力控制的拉-拉疲劳试验,并对相应的疲劳断裂机制进行了分析.结果表明,平行于和垂直于轧制方向的TC1钛合金板材的疲劳极限及其在相同外加应力下的疲劳寿命均随着试验温度的升高而降低;相同试验温度下,垂直于轧制方向的TC1钛合金板材的疲劳极限和疲劳寿命均高于平行于轧制方向的TC1钛合金板材.在应力控制的高周疲劳加载条件下,轧制态TC1钛合金板材的疲劳裂纹均以穿晶方式萌生于疲劳试样表面,并以穿晶方式扩展.     

17-4PH末级长叶片叶根的疲劳强度与缺口效应

采用成组法和升降法开展了室温某17-4PH末级长叶片叶根纵、横方向光滑与缺口试样的疲劳试验,获得了两个方向上材料的S-N曲线,并对典型疲劳断裂试样进行了断口宏微观形貌观察。结果表明:叶片叶根纵、横方向的疲劳强度基本一致,在长寿命区,纵向疲劳强度略高于横向;光滑试样的疲劳断裂主要呈现单裂纹源特征,而缺口试样呈现多裂纹源汇聚的断裂形貌。结合试样缺口根部的弹塑性应变分析,进一步讨论了叶片叶根纵、横方向的疲劳缺口效应。     

南水北调中线工程水源区水质现状分析

为了掌握南水北调中线工程水源区水资源的水质情况,依据2012~2014年水源区水质实测资料,参照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002),采用单因子评价法,选用21项指标对丹江口水库直接入库河流、水功能区、省界断面、库区的水质进行评价,并分析了入河排污口的污染情况。评价结果表明,南水北调中线工程水源区河流水质情况总体为良,部分污染严重的河流污染整治已初见成效,部分支流短期内水质难以达到要求;主要存在的问题有产业结构不合理、污水处理设施未充分运行。根据水源区水质评价结果和存在的问题,提出了相关建议及水源区的水资源保护措施。     

前副车架焊缝疲劳分析和寿命优化

为评估前副车架的耐久性能,利用FEMFAT分析某汽车前副车架的疲劳寿命.提出焊缝不同区域单元的尺寸要求和焊缝连接单元的厚度要求,以保证前副车架焊缝的局部应力真实可信;采用S-N法预测焊缝疲劳寿命,计算得到的开裂位置和行驶距离与道路试验吻合良好;通过加强局部结构并重新布置焊缝位置,使前副车架通过耐久试验测试.分析表明:通过规范焊缝的建模要求,根据实际结构设置合适的焊缝类型,可准确预测焊缝的疲劳寿命,指导焊缝布置,优化产品结构.     

兆瓦级风力发电机组轮毂强度数值分析

基于GL规范,采用有限元法对某兆瓦级风力发电机组轮毂进行极限强度分析.对轮毂S N曲线进行修正,分析疲劳计算需要考虑的载荷工况,使用GH Bladed软件仿真得到疲劳计算所需的载荷时间序列.使用ANSYS/nCode软件对轮毂进行疲劳寿命分析,结果表明轮毂的极限强度和疲劳强度均满足设计规范的要求.分析结果可以为兆瓦级风力发电机组轮毂的结构设计提供参考.     

近30a瀛湖流域土地利用时空变化的遥感分析

为揭示1988~2014年南水北调中线工程水源区瀛湖流域土地利用变化规律,以Landsat TM/ETM+和ALOS遥感影像为数据源,采用监督分类与目视解译相结合的分类方法,提取瀛湖流域1988~2014年5期土地利用信息,分析了土地利用时空变化特征。精度分析表明:监督分类与人工目视解译相结合方法,能够快速、准确地完成土地利用空间分布信息提取,ALOS影像总体分类精度达98%以上;但是Landsat TM/ETM+等中低分辨率遥感影像难以识别山区较分散的农村居民用地等建设用地,导致建设用地解译结果偏低。土地分类结果表明:受山谷型地貌特点影响,瀛湖流域土地利用类型呈斑块状交错分布,建设用地多呈条带状分布;目前土地利用类型以草地、耕地和林地为主,分别约占流域面积的51%,29%和18%;1988年以来建设用地的年变化率最大,高达22%,新增量来源主要是耕地,其贡献比例高达87%。