Q420焊接圆管轴压下的相互屈曲

本文建立了考虑残余应力、局部和整体几何缺陷的高强度钢Q420(屈服强度420 MPa)圆管的有限元模型(FE模型),并对现有试验数据进行了验证。通过参数分析得出,残余应力导致的极限承载力降低高达11.8%。当长细比大于25时,整体几何缺陷的影响比局部几何缺陷的影响更大,导致极限承载力降低约11.5%。通过对破坏过程的跟踪,发现在加载初期,柱的变形主要表现为整体弯曲。当荷载接近极限荷载时,发生局部屈曲,承载力迅速下降。为了防止局部屈曲,确定了D/t极限值27,并提出长细比λl极限值40用来区分是否发生局部屈曲。根据有限元模型分析结果和试验数据,评估了ASCE48-05和AS4100在局部屈曲抗力方面的适用性。在延续短柱计算结果的基础上,提出采用DSM中Eurocode3中整体屈曲因子φ的曲线a估算Q420圆管轴压交互屈曲阻力。

基于线弹性断裂力学法分析焊接圆管节点的残余寿命

焊接圆管节点在焊缝处萌生疲劳裂纹后,在发生疲劳失效前的残余疲劳寿命可以通过线弹性断裂力学来进行计算。通过计算裂纹尖端的应力强度因子的大小,可以间接预测管节点在发生疲劳破坏前的残余寿命大小。本文详细介绍了如何计算应力强度因子以及管节点残余疲劳寿命的方法,为工程设计人员提供设计思路。

基于热点应力幅法预测焊接圆管节点的疲劳破坏

焊接圆管节点在焊缝处存在很大的应力集中现象,会严重影响到管节点的疲劳寿命。热点应力是沿着焊缝周围处的应力,它对管节点的疲劳寿命起着决定性作用。本文介绍了采用热点应力幅法分析焊接圆管节点的疲劳寿命的方法,为工程设计人员提供参考。

双边同步驱动焊接夹具设计

针对两根薄壁圆管工件的激光对接焊接进行夹具设计,工件由高精度主动卡盘和从动卡盘分别固定,由伺服电机经过同步轮对卡盘进行同步驱动。采用人工上、下料,从动卡盘通过线性滑轨与主动卡盘对齐,保证位置精度。调节滑轨上的丝杆将两个卡盘夹紧,从而将两根薄壁圆管工件夹紧。

电影院屋面管桁架焊接标准技术研究

建筑领域中,钢桁架形式已成为钢结构屋面造型越来越普遍的结构形式之一,常见于各类体育场馆会展中心机场车站等建筑结构。其中主要特点之一就是相贯线下料焊接及整体拼装技术。本文通过友谊广场屋面钢结构制作过程,重点介绍管桁架结构焊接标准技术及工艺研究,为同类项目积累工作经验。

新型圆钢管焊接可调角度夹具的设计

本文通过对以往传统圆钢管角度焊接工装夹具的改进,在圆钢管转角处增加角度刻度盘、具有中心角的定位块及夹紧器带凸齿的圆环角度定位条等部件,改善了圆管角度工装的使用功能,使新型工装具有角度精密可调的功能。

钢管返辊圆后裂纹原因分析及工艺优化

本文介绍了我司在制作海南琼中抽水蓄能电站引水钢支管项目的过程中,发现引水钢支管(材料600MPa级)在返辊圆后焊缝表面产生裂纹,针对此现象,进行了原因分析及焊接试验,重新选用焊材并对制作工艺进行优化,有效解决了此问题,为今后制造其他抽水蓄能电站引水钢支管项目提供参考和借鉴。

不锈钢复合钢材焊接圆管截面残余应力试验研究

为测量不锈钢复合钢材焊接圆管试件内外侧的残余应力分布及数值大小,采用分割法对3个试件进行试验。结果表明:由于不锈钢复合钢材的双金属层,圆管内外侧的残余应力分布差异显著;焊缝附近区域主要为残余拉应力,其他区域外侧残余应力总体为拉应力而内侧总体为残余压应力;内外侧残余应力从焊缝起始的半圆周内,总体呈现出拉-压-拉-压的分布特征,且分布区域(角度)较为固定。基于试验结果,提出了适用于本文测量截面尺寸范围(直径为150~300 mm,厚度为6 mm)的残余应力简化模型和分层模型,前者忽略厚度方向上残余应力的差异,后者则考虑内外侧两层材料的残余应力差异,两个模型均与测量结果吻合良好,能够反映该类焊接圆管截面的残余应力分布特征和数值大小。此外,通过在不锈钢复合钢材焊接圆钢管柱的有限元模型中分别考虑所提出的这两个残余应力分布模型,进行了一系列的整体稳定性算例分析,验证了分布模型在钢柱稳定性能分析中的适用性和准确性,两个模型均能应用于后续相关构件稳定性能的研究。

Ultimate Bearing Capacity of Hollow Spherical Joints Welded with Circular Pipes under Eccentric Loads

The hollow spherical joints welded with circular pipes applied to the National Swimming Center of China are subjected to large bending moments, but the influence of bending moments is not considered in the design equations in Technical Specification for Latticed Shells. Based on the von Mises yield criterion, multilinear isotropic hardening rule and associated flow rule, the elasto-plastic finite element model is put forward to analyze the behavior of the joints, and a calculation method for the joints under bending moments or eccentric loads is proposed. It is shown by the analytical results of joint that the stiffening rib can improve the ultimate bearing capacity by 10% for joints under axial tensile load, by 40% for joints under axial compressive load, and by 50% for joints under bending moment. The unified calculation equations for joints with or without stiffening rib are put forward, which can be applied to calculating the ultimate bearing capacity of the hollow spherical joints with circular pipes under eccentric loads.

单直缝焊接圆管成形制造工艺改进

PFP逐步折弯成形法采用冷加工折弯方式成形直缝焊接圆管,免去了热加工锻造法中将钢板毛坯加热、锻后正火处理等热处理工序,应用固定的上模和可调节宽度的下模,减少了开模数量,扩大了加工范围。根据圆管内径、壁厚、中性层弯曲半径确定圆管展开毛坯钢板尺寸。由于圆上各处曲率相等,可以确定每次成形圆弧的弧长及圆弧对应的圆心角等要素,利用CAD制图分割整圆,在毛坯钢板上划线标识折弯成形次数及折弯工艺顺序,钢板在折弯机上逐步折弯成形,最终获得了合格的单直缝焊接圆管。

圆钢管混凝土T型焊接节点应力强度因子计算方法研究

主管内填充混凝土的圆管桁架是一种新型结构,鉴于断裂力学评估这种结构疲劳性能的需要,该文探讨了圆钢管混凝土T型焊接节点在支管轴拉力作用下的应力强度因子计算方法。首先,根据节点的热点应力分布和疲劳裂纹试验结果,提出了节点断裂力学分析的半椭圆表面裂纹模型。其次,推导了主管、支管及混凝土等部分的参数变换公式,并通过ANSYS软件中的APDL工具编制程序实现了有限元建模、裂纹前沿奇异单元构造;最后,采用位移外推法计算了应力强度因子。计算结果表明:该文有限元分析模型是可靠的,数值方法计算带表面裂纹的钢管混凝土节点的应力强度因子是可行的。

中山博览中心结构设计

中山博览中心屋顶为双向曲折形屋面造型,屋盖采用90m大跨度多跨折线形平面圆管钢桁架结构,楼层采用钢框架结构。结构平面尺寸达216m×126m,为减小温度作用,采用了支座混合布置温度内力释放技术,既释放了结构的温度内力,又能保证结构具有足够的稳定性。对于多管相贯和等径管相贯节点,采用新型鼓形圆管相贯焊接节点,与铸钢节点相比,质量好,加工和检测方便,造价低。