高温后方形泡沫铝填充钢管轴向压缩力学性能

为了研究高温后泡沫铝填充钢管轴向压缩性能,将制作好试件进行加温,自然冷却后进行静态轴向压缩试验,研究其承载能力和变形情况;分析加温温度、泡沫铝密度等参数对性能的影响。研究表明:在高温后压缩情况下,构件屈曲褶皱波瓣数量增加,其压缩变形模式从对称模式变成了非对称模式;其平均压溃载荷随加温温度的增加而减小,随着泡沫铝相对密度和外围钢管厚度的增大而增大;在平均压溃载荷理论公式中考虑外围钢管与填充的泡沫铝产生交互效应的影响,相关理论公式与试验结果吻合较好。

泡沫铝填充钢管轴向压缩性能和吸能能力研究

为了研究泡沫铝填充钢管轴向压缩性能,本文以泡沫铝填充钢管为研究对象,通过试验研究泡沫铝填充钢管构件在轴向准静态载荷条件下的承载能力和变化情况;同时通过有限元数值模拟对泡沫铝填充钢管的承载能力、变形模式、应力分布和能量吸收特性进行研究。研究表明:相比于纯钢管,泡沫铝填充钢管在轴力超过极限荷载之后,仍有较大的剩余承载力,整个压缩过程表现为稳态压缩;填充钢管轴向和侧向变形的幅度较小,填充钢管的变形无空腔的存在、大应力区也有所减小,轴压下的变形规律性更好,耗能能力更优。

一种新型起重机缓冲元件

起重运输装备轻量化、绿色化的快速发展,要求缓冲防护材料及其结构具备材质轻和高吸能性的特点。文中以起重运输领域抗撞击防护为背景,设计制备了以闭孔泡沫铝为基体的多孔复合结构——泡沫铝填充管。使用分离式霍普金森压杆测试系统研究了复合结构对动态冲击性能的影响机制,并探讨了应力波在泡沫铝填充管中的传播特性,通过Ansys/Explicit Dynamics对泡沫铝填充管进行冲击模拟仿真,阐释了泡沫铝填充管在动态冲击载荷下的缓冲吸能机制。

泡沫铝填充钢管横向压缩吸能特性试验

为了解填充泡沫铝对钢管吸收能量的影响及其能量吸收特性,通过试验方法研究了单个空钢管与泡沫铝填充钢管的准静态横向压缩性能及吸能特性。研究结果显示:空钢管在横向压缩作用下,其名义应力应变曲线关系与多孔金属材料比较相似。相同壁厚的钢管在横向压缩下,管径越大,其名义屈服应力越小,平台段越长。填充泡沫铝能改变其变形机制,提高钢管在横向压缩下的屈服应力值,较大地提高其能量吸收性能。泡沫铝密度对这种性能的提高影响较小,而钢管的直径对其影响较大。

泡沫铝填充钢/铝复合管轴向抗冲击吸能特性

为揭示泡沫铝填充复合材料的力学行为,本文以泡沫铝填充钢/铝复合管(Al-Foam filled clad tube,简称AlFFCT)为研究对象,采用多孔泡沫材料Crushable-foam本构模型,在ABAQUS平台上模拟分析了泡沫铝孔隙率、高径比、径厚比、界面结合状态和复合管层厚比等材料和结构参数对AI-FFTC吸能特性的影响。结果表明:泡沫铝孔隙率低于90%时,Al-FFCT的冲击屈曲模态均为轴对称变形,与结构参数无关;泡沫铝与复合管以及复合管组元间界面结合状态和层厚比对结构变形协调性和整体的抗冲击能力具有显著影响,可通过上述多个结构参数的组合匹配,实现综合吸能特性的柔性定制,比传统的泡沫铝填充管具有更大的设计空间,为汽车保险杠、吸能盒等缓冲结构设计提供了新的轻量化材料。

泡沫铝密度对泡沫铝填充管吸能性能的影响

泡沫铝密度是泡沫铝填充管吸能性能的重要影响因素。通过LS-DYNA模拟分析泡沫铝填充管的准静态过程。采用DESHPANDE-FLECK-FOAM泡沫铝材料模型,系统研究了泡沫铝密度对填充管吸能性能的影响。研究发现填充管的吸能量与泡沫铝的密度呈二次曲线关系,比吸能与泡沫铝密度呈线性关系。同时,对泡沫铝填充管的变形模式和内在机制也做了初步的分析。

泡沫铝层合结构球磨煤机筒体降噪性能仿真分析

为降低钢球磨煤机在运行过程中筒体产生的噪声,提出将泡沫铝用于球磨机筒体,依据原有结构设计了泡沫铝层合结构筒体,用声学软件Virtual.Lab对两种筒体内的声场进行声学边界元分析,得出两种结构筒体内壁声压分布图并进行比较。结果表明,泡沫铝层合结构筒体在降噪方面优越于原型筒体。

泡沫铝填充方钢管压弯构件滞回性能的试验研究

通过6根泡沫铝填充方钢管构件和3根方钢管构件进行的低周反复荷载试验,分析了填充泡沫铝对方钢管构件滞回性能的影响,以及泡沫铝材料的相对密度、孔径对构件滞回性能的影响。试验结果分析表明,试件荷载-位移滞回曲线的图形饱满,没有明显的捏缩现象出现;填充泡沫铝后,钢管的滞回曲线比空钢管的更饱满,滞回性能得到了提高,抗震性能良好。

横向爆炸载荷下泡沫铝填充管的动态响应

采用数值模拟与理论分析相结合的方法,研究横向爆炸载荷下泡沫铝填充管的动态响应。利用有限元软件ABAQUS/EXPLICIT对横向爆炸载荷下泡沫铝填充管的塑性变形进行了数值模拟研究,分析了泡沫铝的相对密度、外管的直径与壁厚等因素对结构动态响应的影响。基于理想刚塑性地基梁模型,结合模态分析法,建立了预测横向爆炸载荷下泡沫铝填充管跨中挠度的理论分析模型,并进行了无量纲分析,给出了跨中无量纲挠度随无量纲冲量的变化规律。泡沫铝填充管跨中挠度的理论预测与数值模拟结果的误差在20%以内,表明所建立的理论分析模型合理可行。泡沫铝相对密度对横向爆炸载荷下填充管的跨中挠度有较大的影响,随着泡沫铝相对密度的增大,填充管跨中挠度减小。随着外管直径与壁厚的增大,跨中挠度减小。理论分析中,假设的两种模态函数对填充管跨中挠度的影响较小。

深水基础自锚式悬索桥设计与施工

青田前仓大桥主桥为(45+120+45)m预应力混凝土自锚式悬索桥,半飘浮约束体系,是国内水深最大的自锚式悬索桥。该桥的创新如下:桥塔基础采用大直径嵌岩钢管混凝土桩,解决了深水裸岩基础桩基定位及成孔问题,形成的钢-混凝土组合结构提高了桩基的承载力;采用无应力状态法作为自锚式悬索桥体系转换控制方法,解决了分阶段张拉自锚式悬索桥的安装计算和施工控制问题,提高了施工效率和控制精度。