150 MW级新兴生物质发电机组用Cr-Ni-Mo-V钢转轴锻件制造工艺研究

对于150 MW级Cr-Ni-Mo-V钢发电机转轴锻件的制造工艺要点进行阐述,通过采用下注单真空钢锭制造技术路线,对其主要热加工工序制造工艺进行研究以及产品试制,经过各项理化检验,转轴锻件的化学成分、力学性能等指标满足技术要求。

新型高强韧Cr-Ni-Mo-V钢的显微组织结构与强韧化机理

新型高强韧Cr-Ni-Mo-V钢以新的设计思想为指导,采用"减法合金"和氧化物控制理论,减少易氧化元素、提高主元素,从而有效提高钢的强韧性。对新型高强韧钢在不同氧含量下钢中夹杂物以及显微组织结构进行分析,研究该高强韧钢的强韧化机理。结果表明:采用减法合金和氧化物设计方法,可以提高新型钢的纯净度,增强钢的韧性;新型高强韧钢中存在纳米级M2C、VC等碳化物析出,大量位错在晶界、马氏体板条间增值和堆积,使钢兼具高强度和韧性。

高强韧Cr-Ni-Mo-V钢的冶炼工艺研究

采用真空感应炉和电渣重熔炉对高强韧Cr-Ni-Mo-V钢的冶炼工艺进行了研究。结果发现,该双联工艺冶炼的高强韧Cr-Ni-Mo-V钢气体含量与有害元素含量均较低,新型REO-MgO-CaO-CaF2-Al2O3五元稀土渣系具有较强的脱硫能力,可以使钢中硫含量由0.005%降到0.001%。同时,通过五元稀土渣系保护重熔,可以使(10~20)×10^-6以上微量有益元素Ce、La、Mg稳定地进入电渣锭中。

大型核电汽轮机用Cr-Ni-Mo-V钢中间轴制造工艺研究

阐述了使用Cr-Ni-Mo-V钢制造大型核电汽轮机中间轴锻件的制造工艺特点,对其冶炼、锻造、热处理工艺进行研究和产品试制,并通过理化检验评价,满足产品技术要求,验证了制造工艺的合理性和可行性。

硅、锰含量对Cr-Ni-Mo-V钢强韧性的影响

在Cr-Ni-Mo-V高强韧钢的传统生产中均保留一定量的硅和锰,对钢的力学性能造成影响,针对这一情况,研究不同Si、Mn含量对Cr-Ni-Mo-V高强韧钢屈服强度、低温冲击功的影响。结果表明:Si和Mn对屈服强度没有明显贡献;提高Mn含量显著增加钢性能的分散度,提高Si含量则显著降低钢的低温冲击功。

Cr-Ni-Mo-V钢大型锻件的预备热处理

为了防止大型锻件产生白点，对热处理的基本要求之一是：在低干临界温度长期保温之前，使奥氏体完全分解，以保证最大程度地去氢，对白点最敏感的Cr-Ni-Mo-V钢锻件，其典型并得到广泛应用的雨结晶退火规范是：奥氏体化后以5-10℃／h的冷却速度缓冷到高于200℃，

三七渣与稀土渣电渣重熔后氧含量对高强韧Cr-Ni-Mo-V合金钢力学性能的影响

用三七渣与稀土渣进行高强韧Cr-Ni-Mo-V合金钢电渣重熔工艺试验。通过6炉试验钢对两种渣系电渣重熔进行对比,研究高强韧Cr-Ni-Mo-V合金钢在电渣重熔过程中氧含量的控制和钢中氧含量对钢力学性能的影响。结果表明:稀土渣系添加脱氧剂的工艺可以有效控制电渣过程中的氧含量;钢中相对氧的质量分数变化10%左右,对强度的影响约为24 MPa,对冲击功的影响不大。

热处理温度对Cr-Ni-Mo-V钢组织和力学性能的影响

利用OM、SEM和TEM等研究了热处理温度（正火温度、淬火温度和回火温度）对Cr-Ni-Mo-V钢微观组织和力学性能的影响。结果表明：在840~920℃的正火温度和淬火温度范围内,合金钢的原奥晶粒尺寸变化不大（8~17μm）,对最终回火态合金钢的力学性能影响较小。随着回火温度（460~660℃）的升高,基体α-Fe的板条宽度从460℃的50 nm逐渐增加到610℃的500 nm,直至660℃板条特征不明显;与此同时,基体α-Fe逐渐分解析出较粗大（500~1000 nm）的条状碳化物,使得Cr-Ni-Mo-V钢的强度逐渐降低,而在510~560℃析出了细小弥散的针状碳化物（50~500 nm）和球状碳化物（〈50 nm）,引起了二次硬化,使得合金钢的强度反而略有增加。此外,合金钢的伸长率逐渐升高,-50℃冲击吸收能量从560℃开始明显提高。采用840~920℃正火＋840~920℃淬火＋510~610℃回火处理工艺可使Cr-Ni-Mo-V钢获得较好的综合力学性能。

西安城市展示中心长悬挑、大跨度钢结构设计

西安城市展示中心由南馆、北馆和连桥组成,其中南馆悬挑长度62m,连桥跨度150m。结合建筑方案特点,南馆与连桥采用整层钢桁架结构体系,结构布置与建筑形态高度契合。介绍了南馆、连桥、穹顶、屋面等位置的结构布置情况,明确了超限项和抗震性能目标,对于多杆件复杂交汇钢节点进行有限元分析。针对南馆、连桥屋楼盖振动舒适度不足,设计布置了调谐质量阻尼器(TMD),实测减振效果显著。对连桥提升过程进行施工模拟,结果表明该过程增加了连桥挠度,需要考虑提前起拱。对超长连体结构温度和地震行波效应进行分析,根据结果对连桥楼板配筋和局部框架柱进行了加强。大震弹塑性分析与防连续倒塌分析结果表明,结构满足“大震不倒”的性能目标,结构冗余度较高,具有良好的防连续倒塌能力。

基于BIM技术与模拟退火算法的村镇轻钢框架结构智能设计方法

传统村镇住宅结构设计需要进行大量的人工试算与重复建模,而受制于建设成本,村镇住宅无法像城镇住宅一样通过设计师进行专业的结构设计与验算,其安全性与经济性均难以满足要求。为此,提出一种村镇轻钢框架结构智能设计方法,包括智能建模与智能优化两个环节。基于图层自动识别算法、光学字符识别技术、自适应分块算法提出村镇轻钢框架结构BIM智能建模方法,包括图层识别、轴文本数据提取、墙体轮廓提取等,智能建模结果基本满足实际工程要求。基于提出的两阶段模拟退火算法给出村镇轻钢框架结构的智能优化方法,优化速度较快,优化效果良好。通过实际工程案例对提出的智能设计方法进行验证,结果表明,提出的村镇轻钢框架结构智能设计方法具有可行性,与传统的人工设计方法相比,设计周期可缩短70%以上,材料用量、结构设计指标接近人工设计结果。

钢结构课程“三维度衔接式”实践教学

结合创新应用型钢结构工程人才培养需求,创建钢结构课程“三维度衔接式”实践教学模式,形成稳定知识体系,达成知识输出能力,“虚实结合,校企合作”多路径实现实践教学效果。

大跨度钢桁架结构卸载模拟及监测技术研究

以江苏省盐城黄淮湿地博物馆钢桁架结构卸载施工为背景,旨在通过有限元技术及基于多传感器融合的现场监测技术研究大跨度桁架结构卸载施工关键技术。研究结果表明:有限元计算结果能够获取卸载施工过程中的关键要素,为后续监测方案的设计提供参考。后续的监测结果表明,有限元方法对位移的计算结果可靠性要高于应力,与实际情况更加接近;基于多传感器融合的监测方法能够提高监测结果的准确性和远程监控效果,为桁架结构的安全性和可靠性提供了有力支撑。研究结果可为大跨度钢结构建筑的施工提供参考。

钢-铝混合驾驶室材料-结构轻量化设计

为了得到更为完善的商用车驾驶室轻量化设计,提出了钢-铝混合驾驶室材料-结构一体化轻量化方法。首先基于灵敏度分析、等刚度近似理论与等强度理论建立了性能驱动的材料选择方法,并针对钢制驾驶室初步设计了钢-铝混合材料方案。然后通过折衷规划法的拓扑优化识别了驾驶室关键传力路径,并加强了相关结构。其次考虑驾驶室零件厚度、截面尺寸设计参数,建立了驾驶室质量、刚度及模态性能的径向基函数的代理模型,并采用多目标粒子群优化方法对驾驶室进行多目标优化设计。优化结果表明,在满足驾驶室刚度、模态和碰撞性能的要求下,驾驶室质量减轻了12.8%。该方法对钢-铝混合驾驶室轻量化有实际的工程指导价值。

波形钢腹板梁焊接残余应力分布及试验验证

为研究波形钢腹板梁焊接残余应力的分布规律,通过有限元软件建立其三维热弹塑性模型,利用热-力耦合分析技术对其焊接温度场和应力场进行有限元数值仿真,采用双椭球体热源和修改单元材料属性的方法实现能量输入和焊缝填充,并将模拟计算结果与实测值进行对比分析.结果表明:有限元预测的波形钢腹板梁残余应力分布与实测结果具有相同趋势,在波形钢腹板梁焊缝的弯折角处,残余应力发生一定幅度的连续应力波动;底板和腹板的残余应力峰值均出现在焊缝中心区域,其值分别为材料屈服强度的1.30倍和1.26倍;底板纵向残余拉应力在焊缝中心线两侧78 mm范围内急速下降后缓慢过渡为压应力,在底板较窄一侧压应力线性增大,最大值约为材料屈服强度的0.61倍;在底板较宽一侧压应力线性减小,并在边缘处转化为拉应力;焊接速度对残余应力分布扰动不大,而对残余应力峰值影响较显著;当焊接速度从150 mm/min增加至250 mm/min时,横向和纵向的残余应力最大值分别增加了27.11%和5.88%.

大跨度钢桁梁桥智能建造技术应用的可行性研究

大跨度钢桁梁桥的构件制造及拼装复杂,采用场内预制组装仍需消耗大量的人力、财力及工期。因此,本文采用BIM桥梁建模、三维激光扫描和虚拟预拼装技术,进行了基于BIM技术的施工方案模拟的可行性研究和基于BIM技术与三维激光扫描方法结合的构件加工质量检测研究,并在此基础上进行了基于BIM技术与三维激光扫描方法结合的虚拟拼装技术研究,探索了大跨度钢桁梁桥智能建造技术应用于指导工程实施的可行性。

海洋工程小尺寸双相钢管的GTAW焊接工艺

针对公司圆筒形FPSO项目中的小尺寸双相钢管与法兰的对接接头,选择手工钨极氩弧焊作为焊接方法,按照欧标ISO 15614-1及项目焊接规格书要求进行了焊接工艺评定试验。试验结果表明,采用文中开发的工艺能够获得满足性能要求的焊接接头。

钢支撑-钢筋混凝土掉层框架结构抗震性能试验研究

为改善坡地钢筋混凝土(RC)掉层框架结构抗侧刚度分布的不均匀性,设计了一栋在上接地层设置钢支撑的RC掉层框架结构,按1/4比例提取其顺坡向中榀框架下部5层子结构为试验对象,开展钢支撑-RC掉层框架拟静力试验,观测试件的破坏过程,并对比RC掉层框架试验所得试件的破坏形态,分析试件滞回性能、延性和刚度退化等抗震性能指标。结果表明:试件的最终破坏是以第4层柱底混凝土压溃,梁端混凝土剥落、底部钢筋断裂,顶层柱顶混凝土剥落为标志。与RC掉层框架试验结果相比,钢支撑-RC掉层框架试件上接地柱的破坏明显减轻,柱端破坏分布也更为均匀,避免了掉层框架结构“半层破坏模式”的出现,改善了结构的耗能和抗地震倒塌能力。但试件上接地层相邻上一层的变形和破坏程度较大,应对该楼层的柱端进行适当的抗震加强;设置钢支撑后,试件的滞回曲线较为饱满,并具有良好的延性(正、负向加载的位移延性系数分别可达5.13、5.69),正负向加载的刚度退化曲线也趋于对称。

切削速度对某新型易切削钢切屑形态及加工表面形貌影响

为了明确切削速度对某新型易切削钢切屑形态及加工表面形貌的影响规律,开展了不同切削速度下某新型易切钢的切削试验,研究切屑形态和已加工表面形貌并分析其产生原因。结果表明:宏观上,在切削速度大于150 m/min时,该易切削钢切屑以短管螺旋状为主,当切削速度小于150 m/min时,切屑以发条状和破断弧形为主,形成锯齿形切屑的临界切削速度大约在200 m/min;切削速度影响切屑底面形貌,在低速切削时,切屑底面较多大小不一的撕裂状凹坑、沟槽,当切削速度增大至200 m/min时,能够形成表面较光滑的切屑底面;低速切削该易切削钢时,工件表面粗糙度较大,3D形貌显示波峰高度、波谷深度也均较大,随着切削速度的增加,粗糙度减小,3D形貌亦趋于平缓。

微合金化低碳马氏体钢的显微组织及力学性能

制备了钛、铌和钼等元素掺杂的微合金化低碳马氏体钢,并对其进行热轧+880℃淬火+不同温度(170,190,210,230,250℃)回火处理,研究了不同热处理态试验钢的显微组织、拉伸性能和冲击性能,以190℃回火态钢为例分析了强韧化机制。结果表明:热轧态试验钢由铁素体和贝氏体组成,淬火态试验钢由铁素体和马氏体组成,不同温度回火态试验钢均由回火马氏体和少量铁素体组成,回火态试验钢的铁素体面积分数在15%~20%,低于热轧态和淬火态;淬火态试验钢的抗拉强度和布氏硬度最高;随着回火温度升高,回火态试验钢的抗拉强度和布氏硬度下降,断后伸长率、屈服强度和冲击吸收功均先增大后减小;190℃回火态试验钢的断后伸长率和冲击吸收功最高,拉伸断口和冲击断口处纤维区中韧窝占比最高,抗拉强度、布氏硬度和屈服强度适中,综合力学性能最好;190℃回火态试验钢中析出的纳米级小尺寸(Ti,Nb,Mo,Cr)C相起到沉淀强化作用,纳米级大尺寸(Ti,Nb,Mo,Cr)C相起细晶强化作用,大角度晶界占比较高,提高了裂纹扩展功,因此试验钢强度和韧性提高。

BIM技术在混合梁斜拉桥钢锚梁中的应用研究

本文依托一座大跨径混合梁斜拉桥,基于BIM建模软件Rhino对混合梁斜拉桥钢锚梁的正向设计、施工全过程开展精细化安装和参数化的应用研究。结果表明,BIM建模软件Rhino参数化建模高效准确,BIM技术在钢锚梁的设计优化、钢厂加工和施工交底等全过程中应用的技术方案可行。本文的研究结果可为大跨径混合梁斜拉桥的设计和施工提供借鉴及参考。