新型分层装配式节点钢框架地震易损性分析

为提高装配式钢框架的装配效率,结合节点抗震性能要求,提出一种新型全螺栓分层装配式节点。对新型和传统两类节点进行抗震性能试验研究,并把节点参数引入整体框架模型中,采用SAP2000建立两类框架模型并进行增量动力分析。考虑基于层间位移角的单参数损伤模型和基于变形与累积耗能的双参数损伤模型,定义结构性能水准限值并划分破坏等级,对结构进行地震易损性分析。结果表明:在单、双参数损伤指标下,新型节点框架的易损性曲线都包络于传统节点钢框架的易损性曲线内,且新型节点框架的抗倒塌储备系数更大,说明采用新型节点能降低结构在各破坏状态下的失效概率,提高框架的抗倒塌能力;在LS1、LS2极限状态下结构基于单参数损伤指标的峰值加速度中位值比基于双参数损伤指标下的峰值加速度中位值小,在LS3、LS4极限状态下则相反,说明累积耗能对结构抗震性能评估影响明显,结合双参数损伤指标能更好地预测结构的损伤程度;新型节点框架在单、双参数损伤模型下的倒塌储备系数均高于传统框架,说明新型框架的抗倒塌储备能力更高,有利于结构抗震。

装配工艺参数对止口螺栓连接结构力学特性的影响分析

以航空发动机转子系统中止口螺栓连接结构为研究对象,基于单螺栓连接结构分析弯曲刚度的非线性特征,利用ANSYS实体单元建模方法分析连接结构的弯曲刚度,重点讨论了有无止口连接、预紧力、螺栓直径、止口过盈量等装配工艺参数对连接结构弯曲刚度的影响规律,并分析了止口连接结构对转子系统固有特性的影响.研究结果表明:止口连接结构的弯曲刚度呈现分段特性;增大预紧力、螺栓直径以及止口过盈量能提高连接结构弯曲刚度;有无止口连接结构的转子系统前三阶固有频率的相对误差小于2%,止口连接结构能够降低转子系统的最大振动幅值.

焊接空心球连接H型钢Z字形螺栓节点静力性能研究

提出了一种新型焊接空心球连接H型钢Z字形螺栓节点(新型螺栓节点),该节点适用于全装配大跨度弦支穹顶结构体系上部网壳连接。该节点的弦杆采用热轧H型钢,方便栓接、施工便捷、制造能耗低,可以实现部品部件到体系的标准化。为了研究新型螺栓节点的静力性能,对该节点进行了轴压、轴拉、纯弯和压弯荷载工况下的有限元分析,研究了该节点在不同荷载工况下的破坏模式、承载力、刚度、延性等力学性能指标,对比分析了新型螺栓节点与焊接空心球连接H型钢焊接节点(焊接节点)的破坏模式和静力性能。研究表明,在轴压和压弯荷载下新型螺栓节点和焊接节点的极限破坏模式均为H型钢弦杆局部屈曲和屈服,在轴拉荷载下新型螺栓节点和焊接节点的极限破坏模式均为H型钢弦杆全截面屈服,在纯弯荷载下新型螺栓节点和焊接节点的极限破坏模式均为H型钢弦杆局部屈曲。新型螺栓节点可以实现塑性铰远离焊缝和拼接区,符合“强连接,弱杆件”的设计要求。

大跨度装配式单层网壳十字形半刚性螺栓连接节点抗弯性能研究

装配式连接节点是大跨度装配式单层空间网壳结构体系的关键。提出一种适用于大跨度单层网壳结构的十字形板装配式节点。该节点由圆钢管、十字形钢板、角钢、矩形连接盖板、圆盖板和高强螺栓组成,其中圆钢管、盖板、十字形钢板在工厂焊接,现场将十字形板和角钢、矩形盖板用高强螺栓连接。该节点通过设置角钢、矩形连接盖板和十字形钢板螺栓连接,在节点受到弯曲荷载时,角钢和矩形连接盖板可以首先承受弯曲荷载,从而减少节点内侧的十字形钢板塑性损伤,并且提高节点的抗弯性能。利用有限元模拟方法,构建新型连接节点有限元模型,分析了十字形钢板和角钢厚度等变量如何影响节点在平面内外的抗弯性能。通过对各组成部分尺寸的参数化研究,得到了这些因素对所提出的连接节点平面内外抗弯性能的影响规律。研究结果表明,采用角钢与矩形盖板相连接形成的十字形节点,在抗弯刚度和承载力方面表现出了优异的性能。通过调节十字形板厚度、螺栓个数、角钢和盖板厚度可调控节点的初始抗弯刚度和抗弯承载力。基于刚性节点设计方法,对该半刚性节点进行尺寸理论设计,结果表明该方法可以保证节点弯矩设计值基本达到圆钢管的屈服弯矩,满足设计要求,提高节点安全。

公路隧道二衬钢筋装配化螺栓的接头设计

针对公路隧道二衬钢筋现场焊接、绑扎效率低、质量控制难度大的弊端,基于直线型混凝土软化本构模型及钢筋应力应变关系,推导得到钢筋混凝土衬砌截面的极限承载力计算式.结合螺栓连接面极限承载力,以应力分布系数作为控制因素,将轴心压缩状态、大小偏心分界点以及纯弯状态时的最危险截面作为特征截面,控制钢筋混凝土截面极限承载力以及螺栓连接面极限承载力在特征截面处的大小,得到连接面处螺栓的设计方法 .选取某隧道隧址围岩参数及其断面尺寸、支护参数,运用得到的螺栓设计方法进行螺栓选型并设计连接面处的螺栓分布,给出钢筋预制节段的划分方案,通过数值模拟验证了二衬钢筋装配化螺栓的接头设计的合理性.研究结果表明:钢筋骨架采用螺栓装配化预制连接后,二衬结构的应力进行了重分布,应力与变形的增长速率放缓,并逐渐稳定.最终,左拱肩和左拱脚处的应力分别降低58%和53%,位移量同样有不同程度的降低;在拱底螺栓连接面,应力相较提高,但由于螺栓的高承载性能,隆起量反而有所降低,充分发挥了螺栓的性能,实现了结构优化.

采煤机牵引部转矩限制器的仿真研究

采煤机牵引部发生严重过载时,通常采用花键轴在剪切槽处断裂的方法来保护牵引电动机,这种保护方式需要频繁更换花键轴,需要消耗大量的时间与成本。为了解决这一问题,文中提出一种依靠螺栓预紧力作用去保护牵引部的转矩限制器结构,同时进一步对其安全保护作用进行研究。基于某型采煤机参数,通过Creo软件建立三维转矩限制器模型,然后对转矩限制器的关键部件内弹性环、外弹性环、铜套在ABAQUS中柔性化,最后在动力学软件ADAMS中对转矩限制器的工作情况进行分析,得到柔性部件的位移、速度、角速度图。结果表明,该转矩限制器部件铜套在相应的时间里发生打滑,可以起到保护牵引部的作用。该转矩限制器结构设计合理,为采煤机牵引部的安全保护装置设计提供了新的思路。

螺栓连接板式拼装混凝土综合管廊受力性能分析

螺栓连接板式拼装混凝土综合管廊由底板、侧壁和顶板组成,其中侧壁通过底板预留螺栓钢筋连接。为研究该预制拼装方案综合管廊的受力性能,对其下部边节点及现浇对比试件开展了足尺低周反复荷载试验研究。在试验基础上,基于ABAQUS有限元分析软件建立板式拼装混凝土综合管廊下部边节点有限元分析模型,进一步开展腋角高度、轴压比对该拼装方案的力学性能影响分析。试验结果表明,在低周反复荷载作用下,预制和现浇试件均为侧壁受弯破坏,具体表现为侧壁端部受弯破坏;预制试件承载力比现浇试件低7%。有限元分析结果表明,腋角明显提升节点承载力,相较于无腋试件,当腋角高度为150mm时,模型正反向承载力分别提升4.5%和13.6%;当腋角高度为250mm时,试件正反向承载力分别提升12%和27%;轴压比对节点承载力影响较小,随着轴压比增大,模型由侧壁端部受弯破坏转变为底座端部受弯破坏。

新型装配式铁路便梁钢支墩栓接钢节点力学性能分析

本文基于对传统混凝土结构铁路通用便梁临时支墩进行设计和优化,提出一种新型装配式栓接钢箱梁结构形式的铁路通用便梁支墩,该新型结构相较于传统的铁路便梁支墩而言,具有工厂加工简单、减少施工周期、可以重复利用、具有较高的经济效益等优点,可广泛应用于下穿铁路轨道顶推施工时便梁支墩的架设。新型铁路便梁支墩采用栓接装配式结构,栓接作为整体结构的关键受力节点,其安全性和可靠性至关重要。因此本文通过建立ABAQUS有限元模型,对其整体结构及其分节段处栓接节点进行非线性及失效模式分析。分析结果表明:新型装配式钢结构便梁支墩整体未出现失稳现象,结构整体性能完好。栓接节点的受力特性为底板螺栓孔在弹性节段时承受主要荷载,在底部螺栓孔达到塑性后侧板螺栓孔开始承受主要荷载,最终底板及侧板螺栓孔同时发生剪切破坏。设计时应考虑对底板和侧板的螺栓连接部位进行加强,适当提高其抵抗冲切破坏的能力。

预制装配式螺栓连接型轻钢构造柱施工技术研究

传统构造柱的施工涉及工种多,工序复杂,工期长,工人劳动强度大,存在马牙槎留置偏差、钢筋偏位、混凝土侧漏、不密实等质量通病,显然无法满足现代建筑产业化,绿色施工的要求。提出了一种可代替传统钢筋混凝土构造柱的轻钢构造柱施工工艺,确定了其施工特点、原理、工艺流程及质量控制措施,获得了最佳的经济和社会效益,是一种可靠、高效的新技术,具有广阔的应用前景。

型钢-螺栓连接装配式剪力墙抗震性能研究

为改善装配式剪力墙的抗震性能,文中设计一种型钢-螺栓连接的装配式剪力墙。通过有限元软件ABAQUS建立有限元模型,探究在低周往复荷载下的破坏机理及受力特性。结果表明装配式剪力墙采用型钢连接,其抗震性能与现浇连接方式基本一致,极限承载力提高了24.4%,延性相差1%;轴压比对装配式剪力墙的抗震性能影响较大;文中研究可为型钢连接装配式剪力墙结构的设计提供参考。

摩擦系数对螺栓装配质量影响的研究

研究了螺栓拧紧过程中摩擦系数、轴向力以及拧紧力矩的变化关系,分析了摩擦系数与扭矩法装配及扭矩-转角法装配的影响。利用多功能紧固分析系统和横向振动试验机对扭矩系数和防松性能进行测试,并利用具体案例关于摩擦系数对螺栓装配质量进行了试验研究。结果表明摩擦系数是影响装配质量的关键因素之一,在很大程度上影响了螺栓联接的稳定性;在有效范围内摩擦系数与螺栓联接的可靠性成反比关系;螺纹紧固件的选用和设计务必要坚持可靠性理论原则,才能够充分发挥紧固件的效能,提高装配质量。

基于AGV的螺栓自动收集转运流水线的设计与应用

自动导引车(Automatic Guided Vehicle,AGV)是智能制造车间的重要载体,其转运路径对车间生产效率有很大影响。本文针对螺栓转运生产线进行数学建模,对螺栓产量、转运路径距离以矩阵形式建立计算表,通过算例分析完成螺栓转运物流量的数值计算,并以此提供路径优化方向。基于设备及生产车间实际情况,完成螺栓自动收集转运流水线的设计,并进行实践验证。结果表明:AGV转运路径优化后,以AGV收集转运为主,传送带传送、自动倒运装置等设备为辅的自动收集转运流水线基本可以实现螺栓在各工序生产设备间的智能化、自动化收集转运,提高了产品生产率。

T/CRES 0019-2023《风力发电机组叶片螺栓组件》标准解读

紧固件领域叶片螺栓组件团体标准T/CRES 0019—2023《风力发电机组叶片螺栓组件》于2023年10月正式发布,其规定了风电叶片螺栓组件的型式与结构、技术要求、试验方法、检验规则等内容,为风电叶片螺栓组件的设计、制造与检验提供依据。本文介绍了该团体标准研制背景与意义、任务来源及制定过程,并详细解读了标准的主要内容,分析了标准的实施效果及后续工作建议,旨在促使相关方更好地理解该标准内容及使用该标准,推动该标准的广泛应用。

轨道交通车辆中螺栓安装预紧力精度分析及控制措施

介绍了轨道交通装备螺栓连接特点,分析了引起螺栓安装预紧力散差的主要因素,采用单一变量试验法研究了拧紧工具、拧紧工艺、摩擦因数等因素对预紧力精度的影响。提出了提高螺栓预紧力精度的措施,为提升轨道交通行业螺栓连接质量提供了参考依据。

全互通立交中下部结构钢盖梁预制拼装技术应用研究

随着全预制拼装技术在桥梁领域的不断应用,对下部结构施工提出了更高的要求。全互通立交结构形式复杂多变,尤其城市环境中下部结构受空间位置等条件限制影响造型各异,采用混凝土结构盖梁无法满足全预制拼装施工技术的要求,且经济性较差。钢盖梁结构形式因其自身重量轻、造型适应性强等优点,在预制拼装下部结构中可以发挥更大的优势。本文以某全互通立交工程为例,对钢盖梁及其与预制混凝土立柱、钢立柱之间的连接节点等进行了详细的介绍,通过该技术的应用大大提高了全互通立交的预制装配化率。

基于有限元的双唇橡胶密封的3D-2D耦合仿真分析方法研究

以某混动车型为例,通过有限元软件Abaqus建立车载PTC陶瓷电阻加热器上下法兰面的双唇橡胶模型,通过3D-2D耦合仿真的方法,考虑了在螺栓力、温度、压强多因素综合影响下的密封情况。结果表明,通过3D有限元模型计算,随着温度与压强的升高,上下法兰面会有张开量,其中压强的占比约为温度的3倍;将此张开量代入2D有限元模型,修正橡胶的压缩高度,可得到与实际更接近的密封结果。研究结果表明,通过3D-2D耦合仿真的方法,可以更精确地模拟橡胶在实际工作载荷下的密封情况,使在开发前期识别风险,提供先验性知识。

关节轴承装配状态对无载启动力矩的影响

为研究某关节轴承装配状态对无载启动力矩的影响,采用Abaqus软件建立装配关节轴承有限元模型,分析螺栓拧紧力及卡盘与外圈装配形式等2个装配因素对无载启动力矩的影响。结果表明:随着螺栓拧紧力的增大,轴承的无载启动力矩增大,且摆动过程中无载启动力矩的波动增大;卡盘与关节轴承外圈装配状态由间隙配合到过盈配合时,轴承无载启动力矩明显增大,且摆动过程中无载启动力矩的波动增大。试验证明,在关节轴承尺寸一致的情况下,通过控制关节轴承与卡盘装配时的螺栓拧紧力以及外圈与卡盘的装配间隙尺寸,可将关节轴承的无载启动力矩及其摆动时的波动保持在一定的范围内。

螺栓装配基础工艺及工时定额分析与研究

根据公司劳动定额项目组工作安排和业务要求,计划对设备维修制造基础工时定额标准进行研究。螺栓装配基础工时定额研究是一个复杂的过程,要考虑多个因素,包括螺栓的类别、规格、强度、长度、材质、工具、工人技能水平以及工作效率和劳动强度等。目前设备维修制造劳动定额标准还没有细化到螺栓装配基础作业时间。因此,有必要对螺栓装配基础工时定额标准展开研究。

大跨度螺栓球网架结构施工工艺的应用

随着生活水平提高,人们对自来水水质要求越来越高,自来水厂提质改扩建项目越来越多,大型水处理厂构筑物屋面结构设计迎来发展。天津市津滨水厂土建工程一标段滤站屋面结构采用的是螺栓球节点正放四角锥网架,为多柱点支撑形式结构,跨度为96 m×63.1 m。因施工场地限制,本工程结合现场实际选用了大跨度螺栓球网架结构整装与空中散装结合的施工工艺,成功解决了施工场地狭小、施工作业面有限的问题,取得了很好的施工效果。着重对该施工技术进行了阐述,总结了宝贵的施工经验,希望在以后能为类似工程项目实施提供参考。

核燃料组件运输容器用螺栓防松性能试验研究

核燃料组件运输容器在运输过程中由于振动及初始预紧力大小不适当等,会导致容器各部分组件产生螺栓连接松动或发生一定程度的螺纹咬死现象,对于核燃料组件等的安全可靠运输十分不利。基于紧固件横向振动试验机,考核了在使用过程中,不同形式垫片以及不同预紧力数值条件下螺栓连接的防松性能。实验结果表明,在不同预紧力下单螺母和平垫片基本不具备防松性能,弹簧垫片在一定程度下具有防松性能,但在较短振动周期下即失效。锥形垫片与双叠垫片在振动条件下具有良好的防松性能。针对现有防松结构的研究与试验测试可挑选出最有利于核燃料组件运输容器的防松结构,获得最佳的螺栓预紧力,切实指导核燃料组件的运输、装箱等工作,提高我国核燃料组件运输容器的安全性能。