配置抗冲切钢筋的RC板柱节点受冲切承载力计算

为计算配有常用抗冲切钢筋(箍筋和栓钉)的钢筋混凝土(RC)板柱节点的受冲切承载力,结合梁斜拉破坏机理和修正压力场理论(MCFT)提出一种配有抗冲切钢筋的RC板柱节点的受冲切承载计算方法.首先根据MCFT推导出配有抗冲切钢筋的RC板柱节点的临界斜裂缝倾角计算式;然后,假定冲切破坏时临界截面周长范围内的抗冲切钢筋达到屈服强度,将临界斜裂缝倾角代入MCFT推导出板柱节点的受冲切承载力计算方法;最后,使用该方法和美国规范(ACI 318-19)方法计算62个配有抗冲切钢筋的RC板柱节点试验的冲切承载力,并分析了混凝土强度、板有效厚度、柱截面边长、抗弯钢筋配筋率及抗冲切钢筋配筋率对节点抗冲切承载力的影响.结果表明:由MCFT推导出的节点受冲切承载力计算值与试验值吻合较好,均值为0.96,变异系数为0.20;节点的冲切承载力与上述影响因素呈非线性正相关.该方法可用于配有抗冲切钢筋的RC板柱节点的受冲切承载力计算.

PSB精轧螺纹钢预应力扩大头抗浮锚杆设计

依托成都某PSB精轧螺纹钢预应力扩大头抗浮锚杆项目,介绍了PSB精轧螺纹钢预应力扩大头抗浮锚杆的设计计算方法。依据《建筑工程抗浮技术标准》(JGJ 476—2019)、《高压喷射扩大头锚杆技术规程》(JGJ/T 282—2012)、《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)(2015年版)等国家标准规范从PSB精轧螺纹钢预应力扩大头抗浮锚杆承载力计算、锚杆材料选用及强度计算、预应力损失及预应力张拉计算、锚墩区受压截面尺寸验算、筏板基础抗冲切验算等方面对PSB精轧螺纹钢预应力扩大头抗浮锚杆进行了计算。结果表明采用以上方法对PSB精轧螺纹钢预应力扩大头抗浮锚杆进行设计计算,能够满足行业内各规范的规定。

高品质汽车滤清器用钢产品开发

介绍了新钢高品质汽车滤清用钢研究和生产试制情况。通过成分优化创新设计和冶炼连铸、轧制及连退等关键制造技术研究,获得了规格更薄、强度更高、组织性能均匀冲压不开裂、无制耳的滤清器用钢,形成了一套适合新钢生产装备特点的滤清器用钢制造技术。实物质量检验表明,产品性能:屈服强度200~260 MPa,抗拉强度在320~380 MPa,延伸率A_(50)≥42%,维氏硬度92~106,各向异性指数Δr≤0.3,各项指标均满足用户要求,产品已经推广应用到曼胡默尔等知名滤清器制造商。

基于小冲孔试验的2205双相不锈钢焊接接头的应力腐蚀开裂行为

在含有H^(+)的混合海水溶液中采用小冲孔应力腐蚀试验方法对2205双相不锈钢焊接接头不同区域的应力腐蚀开裂敏感性进行了研究。基于小冲孔试验的载荷-位移曲线建立了应力腐蚀开裂敏感性系数计算方法,并依托小冲孔试样毫微取样的优势对比了母材区、热影响区和焊缝区应力腐蚀敏感性的差异。从宏观断口与微观断口两方面分析了断裂机理。结果表明:焊缝区的应力腐蚀开裂敏感性均高于母材区和热影响区,焊缝区在海洋环境中更易发生应力腐蚀开裂。小冲孔应力腐蚀试验方法是一种评价焊接接头不同区域应力腐蚀开裂现象的有效方法。

超高强钢热冲压零件冷冲切延迟开裂特性试验研究

为评估超高强钢热冲压零件冷冲切代替激光切割方案的服役特性,开发了1副冷冲切试验模具,可实现8种圆角半径(矩形孔)、5种冲裁间隙冲孔(圆孔)和3种切边角度下的超高强钢热冲压冷冲切试验,之后对1.2、1.4 mm料厚淬火B1500HS钢板进行冷冲切及延迟开裂试验评估,结果发现仅1.2 mm料厚冷冲切试样方孔特征边缘出现未贯穿料厚的小裂纹。基于此进一步评估了冷冲切和激光切割热冲压B柱的延迟开裂特性,试验结果表明:冷冲切B柱在圆角特征和个别孔位置出现延迟开裂,而激光切割B柱均未发现延迟开裂裂纹,热冲压零件可以采用局部冷冲切组合激光切割的方案进行生产降本。

螺纹盖板翻孔开裂缺陷的分析及工艺改进

介绍了某滤清器螺纹盖板在制造过程中出现的开裂问题,并对产生开裂问题的影响因素进行分析,提出了改善预冲孔断面质量及优化翻孔模结构的工艺方案。经批量验证表明,工艺方案可以从根源上预防开裂问题的发生,提升了螺纹盖板的成形质量,并为同类型结构零件的工艺方案提供设计依据。

带环形裂纹的微试样小冲杆试验法测试材料断裂韧性探讨

火电、核电、石油化工行业中有大量的在役压力容器、管道和构件,准确评价在役设备材料的脆化和结构完整性,对于保证装置的安全运行具有重要意义。为适应这一需求,小冲杆测试技术得到了发展,但对小冲杆试样评估在役容器材料的断裂韧性时,仍然只是依靠经验方法和标准的断裂韧性值进行关联,缺乏理论依据。该文提出了在小冲杆试样上开一环形裂纹,以反映裂纹体的断裂韧性测试要求。

在建110kV输电线路铁塔塔腿开裂失效分析

某110kV输电线路在基建安装过程中发生铁塔塔腿角钢开裂失效。利用宏观检验、化学成分分析、力学性能试验、金相检验、断口分析及有限元分析等试验方法对塔腿角钢开裂的原因进行了分析。结果表明:铁塔塔腿角钢的螺栓孔冲孔工艺不当,在螺栓孔边缘形成较多裂纹,在铁塔安装过程中异常预偏装载荷形成的过载应力作用下,螺栓孔边缘的裂纹扩展并导致角钢开裂失效。最后提出了相应的防控措施。

考虑冲裁变形过程的高强度钢扩孔模拟与实验验证

针对传统的扩孔模拟方法未考虑冲裁变形过程而导致预测精度较低的问题,以高强度DP590钢为例,对冲裁-扩孔的全过程进行数值模拟.采用改进的积分方法获得Oyane韧性断裂准则的阈值,基于冲裁变形的应变梯度分布与损伤分布进行扩孔工序的模拟,并与其实验结果加以对比.结果表明：与未考虑冲裁变形过程的预测结果相比,考虑冲裁变形过程的预测精度提高了99.6%;冲裁间隙越大（10%~15%）,其仿真结果与实验结果吻合越好.

柱截面形状对板柱节点受冲切性能影响的试验研究

我国《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)的板柱节点受冲切承载力计算公式考虑了柱截面形状的影响,但相关的试验研究十分有限,机理尚不明确。为研究柱截面形状及纵筋配筋率对板柱节点受冲切性能的影响,完成了10个轴心荷载作用下的板柱节点冲切破坏试验。试验变量为柱截面形状(包括圆形、六边形、方形和矩形截面)以及纵筋配筋率。通过试验获取了荷载-挠度曲线、破坏形态、钢筋和混凝土的应变分布。采用专门设计制作的应变测杆,得到了板柱节点内部裂缝发展过程。结合试验结果和已有试验数据进行分析,结果表明:柱截面形状对受冲切承载力的不利影响的根本原因是冲切截面计算周长与板截面有效高度的比值增大导致的应力集中现象;现行《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)假定的冲切锥面倾角以及圆柱板柱节点的受冲切承载力计算方法存在不合理之处;板内斜裂缝首先在靠近柱头的中上部区域形成,冲切破坏呈现剪切劈裂的特点。

凸模冲压过程中声发射信号、摩擦、变形及破坏形式之间关系的试验研究

为了探索测量金属塑性成形中的动态摩擦的新方法,利用声发射技术研究了凸模胀形过程中的声发射信号、摩擦、变形及破坏形式。研究结果表明,随着润滑条件的改善,声发射振铃计数率的值大大下降,工件变形的均匀性程度随之改变,胀形破裂的形式和位置也随之发生变化。说明声发射信号、摩擦、变形和工件的破坏形式之间存在一种非常密切的关系,该文从理论上分析了这种关系及现象。

用小冲杆试验法评估304L不锈钢的应力腐蚀敏感性

利用小冲杆试验对304L不锈钢进行了应力腐蚀敏感性评估,研究了加载速度和腐蚀介质对评估结果的影响,并对小冲杆试样的断口形貌和显微组织进行了分析。结果表明:最适合304L不锈钢评估的小冲杆应力腐蚀试验介质为1.0mol.L-1 NaCl+0.5mol.L-1 HCl混合溶液,加载速度为3×10-3 mm.min-1;在以上介质中,304L不锈钢小冲杆试样断口以穿晶解理断裂为主,部分为准解理断裂;小冲杆试验法是一种有效的应力腐蚀敏感性评估手段,且具有快速近乎无损等特点。

Cr12 MoV钢凹模的热处理工艺改进

Cr12MoV钢制硅钢片冷冲凹模 ,经 10 30℃淬火 +180℃回火后残留奥氏体含量较多 ,硬度不够 ,耐磨性不足。由于残留奥氏体的影响 ,凹模在磨削中易出现裂纹。磨削裂纹成为疲劳裂纹的策源地 ,严重降低了凹模的使用寿命。经试验 ,采用 110 0℃淬火 +液氮深冷处理 +5 2 0℃回火 ,能明显降低残留奥氏体含量 ,使凹模硬度上升 ,耐磨性增加。由于残留奥氏体已基本消除 ,不但减少了中间磨刃的次数 ,而且磨刃时也避免了磨削裂纹的产生 ,避免了凹模的疲劳断裂 。

穿孔机顶头表面开裂原因分析

利用扫描电镜和背散射电子像(BS)等手段对未经使用的3Cr2W8V钢穿孔机顶头表面开裂裂纹进行了显微观察与分析。结果表明,由于材料中存在区域性的共晶碳化物偏聚现象,导致了在锻造过程中顶头表面出现开裂裂纹。

含半埋藏空间裂纹的Cr12冷冲凹模电磁热止裂分析

对内表面含有半埋藏半椭圆裂纹的Cr12冷冲凹模进行了电磁热止裂研究。采用数值分析的方法,对放电瞬间的耦合场进行了分析,给出了半埋藏半椭圆裂纹尖端附近温度场的分布状态;通过ZL-2型放电装置实现了半椭圆裂纹切片试样的止裂实验研究。研究结果表明:脉冲电流放电瞬间,围绕裂纹尖端的金属熔化,钝化了裂尖,得到了超细化的金属组织,提高了裂纹尖端的机械性能,阻止了干线裂纹源的开裂趋势,达到了止裂的目的。在数值模拟研究过程中采用热-电耦合的分析方法,综合考虑了材料非线性、状态变化非线性和几何非线性,数值模拟结果与实验结果比较相符。

压射冲头激光表面处理硬化层裂纹形成机理的研究

本文对球墨铸铁压射冲头激光表面处理硬化层的残余应力进行了测试和分析。研究证明:压射冲头表面硬化层的裂纹是由于残余应力所产生的裂纹源扩展所形成的。

基于塑性理论的钢筋混凝土板冲切开裂滑移模型

在塑性理论的基础上引入新的概念,认为斜截面形成塑性屈服面的同时在该斜截面上开裂发生滑移才会引发节点冲切破坏.通过假设的斜截面上的应力分布,推导求出了圆板径向的斜截面开裂荷载;另一方面,采用抛物线型的Mohr-Coulomb可以得到塑性极限荷载.基于此破坏机理,得到集中力加载和均布荷载加载下板柱节点抗冲切承载力的求解方法,并根据试验结果对相关参数进行修正,经检验计算结果与试验结果吻合良好,同时根据计算结果对公式进行了简化,可应用于工程实践.此模型也合理地解释了板柱节点在集中力作用下冲切锥的角度大于均布荷载作用下板柱节点冲切锥角度的现象.

热扩散法处理的M35螺丝冲头裂纹生成机制及工艺改良

本实验通过热反应扩散技术(TD处理)在M35螺丝冲头表面制备VC涂层,发现在使用传统马氏体淬火方法时基体产生了裂纹。采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、维氏硬度计检测分析材料的组织结构、元素分布与硬度,剖析了裂纹生成机制,并对工艺进行了改良。结果表明:热反应扩散过程中,在涂层与基体界面附近会形成碳与钒含量较高的扩散层,使该区域的Ms(马氏体转变起始温度)降低。由于淬火时Ms较高的内层先发生马氏体相变并伴随体积膨胀,会对外层产生较大的拉应力而导致其开裂,并迅速扩展形成淬火裂纹。采用贝氏体等温淬火工艺代替传统的马氏体淬火工艺,通过调控组织和缓解体积效应能有效解决基体开裂问题,再经过三次回火处理后得到力学性能符合要求的M35螺丝冲头产品,并在其表面成功制备VC涂层材料。

具周期裂纹的半平面周期接触问题的奇异积分方程数值解法

运用Hilbert核的奇异积分方程的数值解法研究具任意形状裂纹的各向同性弹性半平面在周期压头作用下的周期接触问题,将所考虑问题转化为第一型或第二型的奇异积分方程组.最后给出带垂直裂纹的半平面在光滑平底压头作用下的数值结果.令a→∞时,就得到非周期经典结果.

基于Deform和正交试验的汽车轮毂盖板冲压工艺参数优化

为解决某轿车轮毂盖板在冲压中遇到的局部拉裂问题,应用Deform软件建立了关于板料、凸模、凹模以及压边圈的有限元分析模型,通过模拟整个冲压成形过程来分析轮毂盖板的成形性。模拟结果显示拉裂部位与实际生产结果一致,分析了拉裂产生的原因并提出了改进方案。以成形板件的最小厚度作为评判指标,基于正交试验法研究了板料直径、凸凹模间隙、压边力以及冲压速度对评判指标的影响规律,并通过对模拟数据进行极差处理,获得了轮毂盖板的最优冲压工艺参数,经仿真获得的板件无拉裂现象,板件最大减薄率仅为10.6%,大大降低了拉裂风险。最终经实际生产试模,获得的轮毂盖板满足生产要求,板料厚度分布情况与仿真结果一致,误差较小,验证了模拟结果的准确性,并有效解决了轮毂盖板的拉裂问题。