波纹钢结构高温压弯性态数值模拟与理论分析

通过建立有限元模型的方法,对波纹钢结构在高温下的压弯性态进行研究,并结合理论设计方法提出了波纹钢结构N-M-T(轴力-弯矩-温度)曲面。研究结果表明:波纹钢结构受力变形与破坏特征与常温时基本一致,但高温下结构的初始刚度和极限荷载均有所降低;温度低于500℃时,温度升高对波纹钢结构力学性能影响并不明显,超过500℃时结构力学性能迅速劣化;根据波纹钢结构截面(N,M,T)坐标点与N-M-T曲面的相对位置关系,可初步判断此时结构的安全性。

压弯剪扭复合作用下灌浆套筒装配式RC墩的抗震性能

随着城市交通的快速发展,对其建设要求越来越高,城市桥梁主要为匝道桥、斜交桥等非规则桥梁.为得到压弯剪扭等复合地震作用下装配式墩的损伤机理和滞回特性,进行了灌浆套筒连接(Grouting Sleeve,GS)、灌浆套筒和钢管混凝土剪力键组合连接(Grouting Sleeve and Steel-tube,GSS)装配式墩和钢筋混凝土现浇(Reinforced Concrete,RC)墩等三种桥墩在压弯剪扭复合作用下的拟静力试验.结合现有混凝土结构设计规范计算剪扭相关曲线,并与试验结果进行对比,分析装配式墩复合荷载作用下的剪扭承载能力.结果表明:GS构件与RC构件以压弯扭破坏为主,而插入钢管剪力键的GSS构件则发生塑性铰上移,呈现出剪扭破坏的特征.GS构件和RC构件具有较好的弯曲耗能能力,增加钢管剪力键的GSS构件则可以提升抗弯承载力.装配式墩接头导致其整体性较弱,GS构件和GSS构件抗扭承载力小于RC构件.各构件在复合荷载作用下的剪扭相关关系接近规范中的1/4圆理论曲线,研究结果可以为灌浆套筒连接装配式墩在压弯剪扭复合作用下的抗震性能分析提供参考.

压弯扭作用下新型承插装配式桥墩的抗震性能

为明确并提升承插式拼装桥墩抵抗压弯扭等复合荷载的能力,提出了一种结合灌浆套筒和承插口组合连接的新型承插装配式墩,通过复合荷载作用下的拟静力试验对比了现浇(reinforced concrete,RC)、灌浆套筒(grouting and sleeve,GS)、承插口(socket with ultra-high performance concrete,SU)和结合套筒连接钢筋的新型承插(grouting sleeve and socket with ultra-high performance concrete,GSU)连接拼装桥墩的损伤机理和滞回性能,结合有限元模型重点讨论了承插口深度对滞回性能的影响。结果表明:4个构件的破坏模式都是以受弯破坏为主的弯扭破坏,其中SU构件出现了轻微拔起的现象,而对应的GSU构件并未出现该现象,与RC构件接近;各构件的剪力-墩顶位移骨架发展趋势比较一致,由于GSU构件纵向钢筋连续,具有更好的整体性能,其抗弯承载力与RC构件接近,且明显大于SU和GS构件,4个构件弯曲滞回耗能较为接近;承插口深度为1.0倍截面宽度的GSU构件抗扭承载力略高于RC构件,且明显大于其余装配式墩,GSU构件的扭转刚度、延性系数和耗能能力均大于其他3个墩;当承插口深度采用0.5倍构件截面宽度时,新型承插GSU构件的抗弯和抗扭承载力均略高于整体现浇构件,具有良好的抵抗压弯扭荷载的能力,可以实现浅承插口连接。研究结果可为压弯扭复合作用下装配式墩的应用提供试验依据。

H形钢构件双向压弯下全过程弯矩计算模型

为探究可发展全截面塑性的H形钢构件在双向压弯加载全过程中塑性应力及两主轴弯矩的发展机制,基于经由已有实验数据校核过的建模方法,采用ABAQUS建立了不同轴压比、腹板和翼缘宽厚比的H形截面构件在不同加载角度下的参数分析模型。结合有限元分析结果,考察了双向压弯下H形截面钢构件的塑性应力发展规律,引入平截面假定,对其应力分布形式进行一定的简化处理。进一步,通过最小二乘法拟合得到相关参数,建立加载位移、塑性发展程度和宏观承载能力三者之间内在联系,构建H形钢构件双向弯矩的理论计算模型。该模型充分考虑了截面尺寸、位移加载方向角、轴压比和加载位移的影响。通过对模型计算结果的分析,验证了该模型可得到构件在加载任意时刻的应力分布形式,并为考虑一定截面塑性发展的双向抗弯设计提供更为简便的设计方法。

压弯荷载下再生砂浆的裂纹演变与氯离子扩散

为了研究压弯荷载作用下再生砂浆的裂纹发展与氯离子的扩散规律,自制了一种氯盐荷载耦合装置,该装置包括压弯荷载加载装置和电加速快速氯离子迁移装置。通过该氯盐荷载耦合装置,对再生砂浆小梁进行了压弯加载与氯离子渗透。为了避免小梁在弯曲加载时提前破坏,在小梁的横向分别预先施加25%、50%、75%极限轴向压荷载,再竖向进行逐级加载,并结合数字图像相关(DIC)技术研究了加载过程中再生砂浆小梁的裂纹演变规律。同时设计了4种不同的压弯荷载组合,以RCM理论为基础,进行了压弯荷载作用下的电加速氯离子渗透试验。结果表明:在横向荷载为25%极限轴向压荷载时逐级加载竖向荷载,再生砂浆小梁呈现少筋梁的破坏特征;在横向荷载为50%、75%极限轴向压荷载时逐级施加竖向荷载,再生砂浆小梁呈现超筋梁的破坏特征;当再生骨料取代率小于50%时,增加压弯荷载值对小梁的氯离子扩散系数影响不大;当再生骨料取代率大于50%时,随着压弯荷载值的增加,砂浆小梁的氯离子扩散系数快速增加;在压弯荷载作用下,小梁的氯离子扩散系数呈现沿着竖向高度逐渐减小的趋势。

基于压弯破坏曲面的桥墩可靠性分析

非对称桥梁结构悬臂施工期间会对下部结构产生较大的不平衡弯矩,为分析钢筋混凝土(Reinforced Concrete,RC)墩柱在不平衡弯矩导致的双轴压弯下的可靠性,提出了基于压弯破坏曲面的可靠性分析方法。该方法使用倪克勤公式作为功能函数,并通过钢筋与混凝土本构关系求解倪克勤公式所需要的轴心受压承载力与单向偏压承载力,将RC墩柱的材料特性、几何特性、所受外部荷载作为随机变量,基于可靠指标物理意义,使用罚函数法将可靠指标求解问题转化为无约束最优化问题,利用遗传退火算法求解RC墩柱的可靠指标。采用该方法对文忠路上跨合肥东站改扩建工程主桥46号桥墩进行可靠性分析,结果表明:在悬臂施工至自重不平衡弯矩最大状态下,P1~P3支墩可靠指标分别为5.44、5.05、5.94;对可靠指标影响程度较大的随机变量依次为结构自重、钢筋强度和混凝土抗压强度,而风荷载对可靠指标影响相对较小。

冷弯厚壁压弯构件抗震性能影响参数分析

冷弯厚壁型钢作为一种广泛应用于现代建筑结构中的材料,其在设计中展现出独特的优势,但其在地震荷载下的行为特性仍需进一步明确。通过数值分析研究宽厚比、长细比和轴压比等参数对冷弯厚壁压弯构件抗震性能的影响。研究结果表明,所有骨架曲线在第一和第三象限呈现出非对称形态,这表明冷弯厚壁压弯构件在加载与卸载过程中的力学行为存在明显差异。宽厚比、长细比和轴压比3个参数对冷弯厚壁压弯构件抗震性能均有影响,不同破坏模式又影响着构件的抗震性能。研究结果揭示了各参数与抗震性能之间的关系,强调了设计中需特别关注的关键点,以确保结构既安全又经济。

矩形钢管混凝土构件受弯和压弯承载力统一公式

目前针对方形和矩形钢管混凝土构件受弯和压弯承载力的理论和试验研究很多,承载力计算公式多种多样,但可比性不强。通过引入一个综合钢与混凝土强度比、截面板件宽厚比的新特征参数γ,基于塑性极限理论,推导出矩形钢管混凝土受弯和压弯构件通用的塑性极限承载力公式,同时对γ的物理意义做了阐述。基于所推导的新理论公式,重新绘制了钢管混凝土压弯构件的N-M相关曲线,给出了曲线上各关键点的准确坐标,并与现有规范公式规定的N-M相关曲线做对比,对上述规范公式的合理性、准确性、适用范围做了适当讨论。所推导的新理论公式适用于各种钢混强度组合、截面高宽比的矩形钢管混凝土截面(包括钢管壁厚不等的情况),且形式简洁、概念明确。

钢筋混凝土柱压弯承载力与刚度实用计算方法

为研究框架柱的压弯承载力与压弯刚度,通过建立三维实体有限元模型,在与拟静力试验结果验证较好的基础上,进一步建立了162根足尺钢筋混凝土柱有限元模型算例进行参数分析,探讨了各参数对柱的承载力、刚度的影响,提出了参数影响下的柱承载力、刚度实用计算公式。结果表明:当轴压比≤0.4时,随轴压比的增大,柱的压弯峰值承载力增大,当轴压比>0.4时,随轴压比的增大,柱的压弯峰值承载力减小,提高纵筋配筋率与混凝土强度等级均能有效的增大柱的压弯峰值承载力,且提高纵筋配筋率的效果更好;当轴压比≤0.2时,随轴压比的增大,柱的弹性刚度增大,当轴压比>0.2时,随轴压比的增大,柱的弹性刚度减小,提高纵筋配筋率与混凝土强度等级均能增大柱的弹性刚度;提出的实用计算公式可较准确地反映有限元结果,可为实际工程中框架柱的设计作一定的参考。

用于风电钢塔筒的加劲钢管压弯性能试验研究

薄壁圆钢管广泛应用于风电机组锥筒型钢塔筒中,其在径厚比较大时易出现局部失稳,进而导致塔筒承载能力下降。该文提出了一种可用于风电钢塔筒的纵向加劲钢圆钢管结构形式,并进行了6个试件的压弯加载试验,以研究加劲肋形式及径厚比大小对加劲圆钢管压弯性能的影响。试验结果表明:在相同用钢量下,加劲肋有效改善了钢管的局部屈曲,改变了结构的破坏形态,增大了钢管的塑性发展程度,从而提升了钢管的承载力及延性,其中T型加劲肋的增强效果更为明显。并将试验模型与有限元建模进行对照,互相验证了准确性。最后使用现有设计标准对试验结果进行了初步评估,无加劲肋试件与各设计标准吻合良好,但现有计算方法低估了加劲试件的承载力。

电流辅助压弯成形对Mg-2.5Nd-0.5Zn-0.5Zr合金微观组织和力学性能的影响

采用金相和透射电镜等技术系统研究了电流密度和保压时间对Mg-2.5Nd-0.5Zn-0.5Zr合金压弯成形“几”字型零件微观组织演变和成形性能的影响。结果表明,随着电流密度的增加(33.5~51.5 A·mm^(-2)),压弯“几”字型零件成形性能逐渐提高,回弹逐渐减小。随着保压时间的延长(0~20 s),回弹逐渐减小。当电流密度为51.5 A·mm^(-2),保压时间为20 s时,压弯成形的“几”字型零件表面质量良好、尺寸精度较高、基本无回弹,表现出良好的力学性能,硬度为63.8~71.3 HV。脉冲电流可以促进Mg-2.5Nd-0.5Zn-0.5Zr合金压弯成形过程中位错的滑移和攀移,减小位错塞积和缠结,同时释放残余应力,减小零件的回弹,进而提高Mg-2.5Nd-0.5Zn-0.5Zr合金的塑性变形能力和成形零件的精度。

锈蚀箍筋约束混凝土压弯构件恢复力模型优化

箍筋锈蚀后受其约束的钢筋混凝土构件承载能力、强度、刚度都降低,塑性、延性变差,影响了构件的抗震性能。研究基于恢复力模型,考虑到箍筋锈蚀后约束混凝土应力-应变关系的改变,建立锈蚀箍筋约束混凝土压弯构件的退化三线型恢复力模型,并进行有限元分析。结果表明,按照构建的恢复力模型计算得到的骨架曲线、滞回曲线与试验结果较为接近,由此得出该模型有效。

6005A铝合金空心型材压弯工艺成形特性研究

采用有限元数值模拟技术,对6005A铝合金空心型材压弯过程进行系统研究,定量研究了型材壁厚、模具辊轮直径、辊轮间距和型材高宽比对型材压弯成形质量的影响。采用中心复合法进行了试验设计,并通过灵敏度分析得到了各工艺参数对型材压弯回弹的影响程度的大小。结果表明,在所选取的工艺参数中,型材壁厚对成形最大减薄率、最小减薄率和截面畸变的影响最大;型材高宽比对型材回弹影响最大。采用二阶响应面建立了各变量与各成形性能之间的定量关系。研究结果可为铝合金空心型材压弯成形质量的控制提供参考。

钢管再生大骨料自密实混凝土压弯构件性能研究

为提高废弃骨料利用率,增加再生混凝土强度,文章对钢管再生大骨料自密实混凝土压弯构件的性能展开研究。选取含钢率、钢材屈服强度、再生大骨料强度、自密实混凝土强度等影响因素,绘制不同影响因素下钢管再生大骨料自密实混凝土构件的N-M相关曲线。研究结果表明:增加含钢率和钢材屈服强度,会使曲线与坐标轴所围面积增大,界限破坏点随之增大;再生大骨料强度与自密实混凝土强度在大偏心受压阶段产生的影响效果减弱。基于研究数据,推导得出钢管再生大骨料自密实混凝土构件N-M相关方程的理论计算公式。

哑铃形钢管混凝土柱压弯扭复合作用下力学性能试验研究和有限元分析

以轴压比(n)、弯扭比(γ)为变化参数,开展了四根圆形和四根哑铃形钢管混凝土构件压弯扭复合作用下的试验,对不同轴压比和弯扭比参数下各构件的扭矩-转角曲线、扭矩-剪应变曲线、破坏模态的变化规律进行分析。结果表明:在轴压比一定的情况下,弯扭比较大时,构件以受弯为主,破坏模式接近“弯型破坏”;弯扭比较小时,构件以绕构件中心扭转为主,破坏模式接近“扭型破坏”。抗扭承载力随着轴压比增加而提高;在γ=2.80时,当n=0.00增大至n=0.11时,圆形和哑铃形钢管混凝土构件抗扭承载力分别提高23%和53%,增大到n=0.22时,圆形和哑铃形钢管混凝土构件抗扭承载力分别提高了23%和99%;抗扭承载力随着弯扭比增加而降低,其中γ=0.90增大至γ=2.80时,圆形和哑铃形钢管混凝土构件抗扭承载力分别下降了46%和51%。通过有限元软件ABAQUS,对压弯扭构件的扭矩-转角全过程关系曲线及破坏模态进行分析,有限元计算结果与试验结果吻合良好。

同步辐射光束线聚焦镜压弯机制研究

对用宽度变化的镜子压制椭圆柱面和抛物柱面的方法进行了系统的讨论 ,给出了梯形镜的宽度变化公式。用矩形板和梯形板压制了椭圆柱面形镜与进行了摩擦力修正的压弯公式计算值相符合 ;结果表明 ,使用梯形镜可以提高压弯精度。

压弯载荷下焊趾表面裂纹工程萌生寿命预测

首先定义焊趾处从无裂纹到检测到表面裂纹长度达到 1.5mm时对应的循环次数为裂纹“工程萌生寿命”。给出了基于修正Neuber法并考虑焊接残余应力等影响的焊接结构焊趾裂纹工程萌生寿命计算方法。用成一定角度对接焊板试件和轴向加载获得压弯组合应力 ,以 980钢板焊接件为试件 ,在压弯组合应力的作用下 ,对焊趾表面裂纹萌生寿命进行了实验研究 ,确定了焊趾处的疲劳缺口系数。该结果可用于疲劳热点部位的受力特征为压弯组合应力的潜艇耐压壳。

密肋复合墙体压弯剪复合受力性能非线性数值分析

应用通用有限元程序ANSYS,采用"实体单元-组合式配筋"计算模型,以墙体剪跨比、边框柱截面尺寸及配筋率作为变化参数,对墙体压弯剪复合受力性能进行非线性有限元分析。通过对不同墙体模型的承载力以及墙体截面正应力和应变等计算结果的分析,研究较大剪跨比密肋复合墙体的破坏形态及特征、受剪及受弯承载力的影响因素、压弯极限状态下墙体的应力及应变特征,为复合墙体正截面压弯承载力计算公式及构造措施的建立提供依据。经对比分析表明,有限元计算结果与试验结果吻合较好。因此,采用提出的有限元模型及方法得出的密肋复合墙体压弯剪复合受力性能的非线性有限元分析结果是可靠且可信的。

钢骨—钢管混凝土组合柱压弯性能试验研究

通过钢骨—钢管混凝土组合柱单调压弯试验,分析了轴压比一定时,配骨指标不同的组合柱在水平荷载作用下的受力性能,讨论了这种新型组合柱的破坏形态、截面应变分布、荷载—位移关系曲线、承载能力和延性。试验结果表明,钢骨—钢管混凝土压弯组合柱具有很好的承载力和延性。

上海光源光束线压弯机构研制

文本主要讨论了上海光源首批建设的七条光束线中压弯机构的研制及运行情况。包括压弯机构在光束线中的功能,及目前所应用的压弯机构的压弯类型和驱动模式;千斤顶模式压弯机构的设计;镜子面形误差的形成原理及采用自重平衡装置消除面形误差的方法;压弯机构各运动机构及关键部件的结构及作用;压弯机构压弯半径的测试和拟合。最后列出了压弯机构各运动参数的设计指标及测试结果。