Bonding strength in carbon steel sandwich panels under condition of diffusion-rolling with small reduction

One of the key problems by diffusion-rolling bonding with small reduction for carbon steel plates is the bonding assistant coat. Abonding assitant coat used below 850℃ was developed. It contained copper as basic element and zinc as main alloy element. Other small elements and rear metals were added to decrease the melting point and to obtain a better clouding and bigh plasticity. Based on the theory of brazing and transient liquid diffusion welding, two carbon steel plates were rolled with small reduction by using self-made bonding assistant coat. Temperature, pressure and holding time are the main technology parameters for controlling the process of diffusion-rolling. The results show that the bonding strength is the greatest when the bonding temperature is 830℃, holding time is 3 min and the reduction rate is 9%.

连续法聚氨酯彩钢夹芯板厚度偏差影响因素的研究

结合实际生产,详细介绍了配方及生产工艺对聚氨酯彩钢夹芯板厚度尺寸偏差的影响。结果表明:随着聚酯多元醇羟值的提高,泡沫交联密度增大,板材厚度尺寸偏差减小;随着配方中水含量的增加,反应过程中生成大量脲基并释放大量的热,热量越大则出层压机板材的泄压膨胀越严重,在熟化过程中刚性的脲基阻止了板材的回缩,导致板材厚度偏差较大;生产线速越慢,泡沫在双履带层压机中熟化时间越长,泡沫反应越完全,强度提升越大,板材厚度尺寸偏差越小。

某博物馆大跨钢空腹夹层板屋盖设计

以湖北省天门市某博物馆的大跨度钢空腹夹层板楼盖为实例设计,介绍了钢空腹夹层板的设计方法和结构布置,基于YJK模型和SAP2000模型分析了实用计算方法和壳单元有限元模型计算结果的变形和受力的差异及其原因,对比研究了传统方管剪力键和新型十字剪力键在空腹夹层板结构中的受力表现。结果表明,本工程中实用方法与壳单元有限元模型计算得到的挠度结果吻合性较好,实用方法难以考虑次弯矩,会导致受压板件的计算应力较壳单元有限元模型明显偏小;剪力键的构造对结构受力有一定影响,新型十字剪力键连接的弦杆应力较方管剪力键略小,应力集中情况在一定条件下更缓和;通过增加部分加劲肋板,可以减小支座端应力。

竖向荷载下夹心保温复合墙板片状金属拉结件承载力计算方法研究

为研究夹心保温复合墙体片状金属拉结件的受力性能,以拉结件的保温层厚度、拉结件高度、拉结件横截面厚度以及偏心距为变量进行试验及数值模拟研究,对拉结件弯剪和弯扭性能进行分析。基于第四强度理论,提出考虑保温层厚度、拉结件抗弯截面系数、偏心距的弯剪及弯扭承载力计算公式,并通过±15%的置信区间对承载力计算公式进行验证。研究结果表明:墙体在竖向荷载下的破坏模式为拉结件屈服破坏。拉结件的抗弯截面系数对弯剪承载力的影响远大于保温层厚度对其的影响;偏心距及拉结件抗弯截面系数对弯扭承载力的影响远大于保温层厚度对其的影响。推导的承载力公式的计算结果精度较高,为实际工程提供了一定的理论依据。

单轴压缩下金属夹层板极限承载性能分析

[目的]为实现船体结构的轻量化设计,采用金属夹层结构代替传统的加筋板结构,在保证原有结构承载性能的前提下,降低船体结构重量。[方法]针对单轴压缩作用下V型和I型金属波纹夹层板的承载性能问题,利用ABAQUS软件,对其进行屈曲分析和非线性有限元分析,并与传统加筋板结构的承载性能进行对比分析,[结果]得到了金属夹层板的承载性能与失效模式。计算结果表明,结构型式不同使得其屈曲失效模式存在差异;相同重量下,设计的I型金属波纹夹层板承载能力最强,加筋板与V型金属波纹夹层板次之。[结论]不同结构型式的轻量化减重效率有所不同,金属夹层板的轻量化规律可为其在船体结构设计中的选型与应用提供参考。

I 型金属夹层结构连接构件强度数值计算方法

激光焊接钢质夹层结构在国外已用于实船,其连接构件的强度特性是设计者关注的关键问题之一。应用有限元分析软件ANSYS,提出采用壳体连接技术和子模型法,对I型金属夹层结构的两种典型连接构件进行强度分析。通过与全部体单元模型计算结果进行对比,分析了多点约束、自由度耦合、约束方程和端面壳4种壳体连接方法和子模型法计算连接构件在面内、面外载荷作用下强度的计算精度。结果对比表明,在主模型网格划分合理的情况下,采用端面壳、壳—体多点约束的子模型法可取得较好的计算精度与操作简便性的平衡,同时,还可大大降低计算规模。

不锈钢夹层复合板的胶接强度

为了提高不锈钢夹层复合板的胶接强度,研究了表面处理、胶粘剂对不锈钢夹层复合板(铝蜂窝夹芯)胶接强度的影响。结果表明:不锈钢基材的表面处理是影响夹层复合板胶接强度的主要因素,盐酸-甲醛法处理的不锈钢板胶接强度最优,相同条件下,国产环氧胶膜夹层复合板胶接性能相对较好,最大胶接强度达到4.63 kN·m^(-1)。

舰用钢质夹层结构连接节点研究现状综述

激光焊接钢质夹层结构的连接节点,是钢质夹层结构在舰船应用中的关键问题之一。梳理了钢质夹层结构之间、钢质夹层结构与传统船体结构之间的典型连接节点;阐述了钢质夹层结构连接节点的必要性和重要性,分析了连接节点设计需考虑的多种因素:连接强度、制造工艺和结构重量;汇总了平面对接的连接形式的现有研究成果,并总结了2种高效的有限元分析方法:平面应变模型的分析方法和壳―体连接结合子模型的分析方法。

钢板夹钢管组合板抗低速冲击性能的优化研究

试验共设计了三块钢板夹钢管组合板,分别为净距90 mm的三钢管组合板(G3)、净距30 mm的四钢管组合板(G4)与净距0 mm的五钢管组合板(G5);研究了组合板在落锤冲击作用下的抗冲击性能及破坏情况。利用有限元软件对试验组合板及不同厚度钢板、钢管的组合板进行模拟,分析钢管(钢板)位置、钢板厚度、钢管壁厚对组合板抗冲击性能的影响。提出单位增加质量贡献比γ来衡量组合板抗冲击性能优化的程度。结果表明:钢管分布连续的组合板抗冲击性能最好;在组合板变形不太大的情况下,钢板在抗冲击过程中起主要吸能作用;只增加中钢管壁厚能更快地提高组合板抗冲击性能,但材料利用率降低;只增加上钢板厚度能提高组合板边钢管抗冲击过程的参与度,增强组合板的整体性,并提高材料利用率。

泡沫钢的制备及三点弯曲性能

为了制备孔隙率较高、孔结构均匀、性能优良的泡沫钢板及夹芯复合板,以316L不锈钢粉为原料,Ca Cl2为造孔剂,采用粉末冶金烧结-溶解法制备不同孔隙率、孔径的泡沫钢,并用物理粘接法制备泡沫钢夹芯复合板。通过对泡沫钢板和夹芯复合板进行三点弯曲实验研究两者的抗弯曲性能。观察泡沫钢板的三点弯曲变形过程,分析孔隙率和孔径对泡沫钢板和夹芯复合板抗弯曲性能的影响,对比两者的极限抗弯载荷变化。结果表明:泡沫钢板的变形首先从薄壁不规则的孔壁开始,形成裂纹并进行扩展,最终导致宏观断裂;对于泡沫钢夹芯复合板,当孔隙率从69.4%增加至82.5%时,其所能承受的极限载荷从2345 N下降至1254 N,在相同孔隙率下,相比于泡沫钢板,夹芯板承受的极限弯曲载荷提升了15%~43%;当孔径从1.9 mm增加至3.9 mm,孔隙率约为73%时,其所能承受的极限弯曲载荷从2070 N下降至1528 N,与泡沫钢板相比,相同孔径下,夹芯板承受的极限弯曲载荷提升了15%~28%;在孔隙率和孔径相同条件下,泡沫钢夹芯复合板的抗弯承载能力比泡沫钢板提高15%以上。

表面处理对不锈钢夹层结构板胶接强度的影响

使用环氧树脂结构胶粘剂,通过未表面处理和5种不同的表面处理工艺的对比试验,研究了不锈钢表面处理方法对不锈钢/铝蜂窝夹层结构板胶接强度的影响。结果表明,盐酸-甲醛法、硫酸-重铬酸钾法和盐酸-氢氟酸法均具有较高的胶接强度,胶接界面剥离后为内聚破坏;若配合适当的表面机械粗化,胶接强度将进一步提高;考虑到盐酸-甲醛法表面处理的环境协调性较好,建议实际生产采用该方法。

彩钢夹芯板房防火间距的模拟与试验验证

依据既有试验数据,开展了聚苯乙烯彩钢夹芯板房防火间距的计算机模拟,并对模拟结果与试验结果进行比较,得到最大热辐射强度的平均相对误差为8.77%,最高温度的平均相对误差为7.71%,证明了模拟方法的正确性.在此基础上模拟分析了不同风速对板房火灾发展的影响,通过模拟结果回归整理获得了不同风速下板房组团防火间距的数学表达式,这些公式的相关性较好,可推广使用并作为板房防火间距设计计算的参考.

钢板夹芯混凝土组合板界面滑移计算分析

在钢板夹芯混凝土组合板中,界面滑移是影响组合板力学性能的一个重要因素。通过对界面滑移的理论分析,建立了其微分方程;根据截面剪力分布和边界条件求出了任意集中载荷和均布载荷作用下界面滑移的计算公式。采用实验结果对本文公式的合理性进行了验证,最大误差为22.22%。根据计算结果及其比较分析可知:界面滑移沿组合板纵向呈非线性变化,组合板端部界面滑移最大,沿组合板纵向向跨中逐渐减小,跨中界面滑移为零;剪力连接程度、含钢率对界面滑移影响较大,混凝土强度等级对其影响较小;界面滑移随着剪力连接程度的提高、含钢率的降低、混凝土强度等级的提高而减小。

节能复合墙板的极限承载力

对4块节能复合墙板进行了横向荷载作用下的试验研究,并对墙板破坏过程及模态、抗弯极限承载力、荷载-挠度曲线以及混凝土荷载-应变曲线等试验结果进行了系统分析,结果表明:墙板尺寸、配筋率、洞口尺寸均对墙板的抗弯刚度、极限承载力及破坏模态具有影响;配筋率与复合墙板的破坏形态密切相关,但对墙板开裂荷载基本没有影响;随着板的整体尺寸与洞口尺寸增加,复合墙板的开裂荷载和抗弯极限承载力均有所降低.所得结果可供钢结构住宅研究与设计人员参考.

彩钢夹芯板房和帐篷的防火间距研究

对灾区过渡安置点搭设板房常用的彩钢聚苯乙烯(EPS)夹芯板和聚氨酯(PU)夹芯板结构、防火性能进行分析,同时对安置点内帐篷材质、燃烧性能进行介绍。在彩钢夹芯板房火灾实验基础上,用火灾案例和FDS模拟方法验证分析实验结论,研究确定彩钢夹芯板房和帐篷的防火间距。

填充节能复合墙板钢框架结构的抗震性能

为了获悉节能复合墙板与H形钢框架在地震作用下的受力性能与破坏机理,进行了8榀足尺填充节能复合墙板钢框架结构的低周反复荷载试验。详细分析了破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能能力等。利用ABAQUS程序建立了填充节能复合墙板钢框架结构的有限元分析模型,进行了结构非线性全过程受力分析;该模型考虑了材料本构关系模型和复杂接触模型。试验结果验证了有限元分析的准确性。研究表明,填充节能复合墙板钢框架结构有良好的抗震性能和延性;墙板连接方式和墙板厚度是影响结构承载力和刚度的主要因素;建立的有限元模型可以用于填充节能复合墙板钢框架结构的数值分析;采用的螺栓连接方式较好地实现了节能复合墙板与钢框架在地震作用下的协同工作。

不锈钢芯板钎焊残余应力的有限元分析

利用有限元软件ABAQUS,采用热弹塑性有限元分析法对不锈钢芯板钎焊残余应力的大小及分布规律进行研究,并分析了各应力分量对钎焊接头区域的影响,最后探讨了钎料厚度、芯管厚度等8种因素对钎焊残余应力的影响。结果显示,不锈钢芯板中的钎焊残余应力主要集中分布在钎焊接头区域,在钎缝处有着较大的应力梯度。在钎缝处的纵向残余拉应力数值较大,是影响钎焊接头可靠性的主要因素。钎料厚度、搭接宽度及钎料种类对钎焊残余应力的影响较大,芯管厚度、面板厚度、芯管直径、芯管间距和钎焊温度对钎焊残余应力的影响很小。

CS板抗剪性能试验

CS板是一种环保节能的结构构件,可用做围护结构和承力构件.通过对配有 2种不同直径斜插丝的CS板进行对比载荷试验,研究了斜插丝对CS板抗剪性能的影响.结果表明,斜插丝显著影响CS板的抗剪承载力,斜插丝直径不同,CS板的受剪破坏形态不同.对CS板的受剪机理进行了分析,提出了计算模型,推导出理论计算公式,计算结果与试验结果吻合较好,可供CS板式结构及相关混凝土夹芯板结构在工程设计中参考使用.

预制混凝土夹心保温墙体棒状不锈钢连接件研发与抗拔性能试验研究

研发了一种适用于预制混凝土夹心保温墙体的棒状不锈钢连接件,该连接件由不锈钢棒、倒锥形十字肋和套环组成,具有锚固性能好、便于安装的特点。通过拔出试验,对其拔出破坏形态与抗拔承载力等进行了较为系统的研究。结果表明:棒状不锈钢连接件的拔出破坏形态为连接件端部混凝土劈裂破坏;破坏时连接件自身应变较小,极限应变为屈服应变的40%;连接件的抗拔承载力为14.8k N,具有较大安全余量。

加劲板对钢空腹夹层板剪力键节点静力特性影响分析

剪力键节点域是保证钢空腹夹层板空间协同工作的关键节点。为研究加劲板对剪力键节点域静力特性的影响,基于通用有限元分析软件,建立4组考虑材料非线性的节点域平面受剪状态数值模型。分析了设置加劲板对节点域受力及变形状态的影响,并选取加劲板宽度、方钢管厚度、剪力键高度作为变量进行参数化分析。分析结果表明,加劲板可以有效降低节点域方钢管的应力,保证节点域整体变形的特性,避免出现反弯点。根据不同因素的影响程度,发现加劲板的宽度对节点域的静力性能影响最大,提出了加劲板设置的合理尺寸范围的建议值,分析结论可为类似工程应用提供参考。