基于应力波加载的钛合金干涉螺栓安装工艺试验研究

干涉配合可大幅度提高接头疲劳寿命。对基于应力波加载的钛合金干涉螺栓的高速安装过程进行了理论分析,对其安装工艺参数进行研究。研究表明:基于应力波加载的高速安装方法的安装阻力明显小于同等条件下准静态安装方法的安装阻力,干涉量1%、1.5%和2%下最大安装阻力分别为3.92 k N、5.64 k N和6.11 k N;安装阻力随干涉量和安装次数增加而升高,随加载速度增加而降低;多次安装容易造成孔壁划伤,同时发现加载速度过大容易引起螺栓头损伤;干涉配合紧固件安装时孔边最大凸瘤高度与干涉量、安装速度和安装次数、摩擦因数正相关。

树脂全长锚固锚杆外形尺寸优化实验室研究

锚杆全长预应力锚固支护方式是解决复杂困难巷道支护的有效手段,但是由于施工困难,一直制约着它的应用与推广。通过优化锚杆外形的方法,在保证锚杆锚固性能的前提下,解决煤矿巷道全长锚固施工困难的问题。采用实验室试验的方法,对锚杆外形与锚杆锚固性能以及安装阻力之间的关系进行了研究,提出锚杆外形相关参数的合理值。优化后的锚杆横肋高度由原来的1.46 mm降低为1.00 mm,锚杆横肋间距由原来的11.05 mm增加到33.15 mm,横肋采用交错布置的方式。对锚杆横肋高度和间距优化后,锚固长度125 mm时锚杆的拉拔力比改进前反而提高了7.7%;锚杆安装过程中的平均扭矩比优化前降低约40%,安装锚杆所需要的推力仅为优化前的50%左右,最大值为0.73 kN。

新型液囊外封堵装置性能分析

流程工业中危险化学物料在储运过程中的泄漏事故频发,对漏点快速有效的处理处置至关重要。针对大型管道与储罐焊缝等复杂曲面区域的泄漏工况,提出一种采用磁力安装定位,以连杆推进机构提供动力,通过环形腔体内部液体的流动特性适应复杂曲面的封堵工况,可对封堵工况进行实时监测和自动修正的新型液囊外封堵装置。对其相应封堵模型的有限元分析表明,该封堵装置通过导流可有效降低封堵操作过程中由于泄漏流体压力引起封堵设备安装阻力,对泄漏流体进行有效的回收,减少物料流失。环形液囊结构将推进机构加载在钢性壳体的集中载荷,转化为流体内部压力以垂直于封堵面的法向方向均匀的加载在密封垫圈的外侧,改善密封垫圈的受载环境,使封堵面的压力均匀分布,有效避免了垫圈局部应力集中现象,对凹凸起伏的不规则曲面有很强的自适应性能。相对于气囊封堵具有机构简单、易操作、成本低、无需配套充气设备的特点,在温度的变化的工况具有更强的适应能力。

复合材料结构装配中的干涉衬套强化工艺研究

干涉衬套孔强化技术可以显著提高复合材料结构连接接头的机械性能以及疲劳性能,干涉量是干涉衬套强化的关键工艺参数。对干涉衬套安装过程中的安装阻力进行了理论分析,以TA2纯钛干涉衬套的干涉量为研究对象,通过试验对不同干涉量下的安装阻力、孔径变化以及复合材料内部损伤进行研究。结果表明:干涉量对安装阻力影响显著,安装阻力随着干涉量增加而明显增大;沿安装方向,复合材料复材孔的干涉不均匀,出口处干涉量高于入口处干涉量;相对挤压量为3%时,复合材料复材孔出口处的实际干涉量已高达1.5%,并且出现材料受损的情况,相对挤压量选取不宜超过3%。

矿用预应力钢棒力学性能试验研究

预应力钢棒具有预紧力等级高、延伸率高、受力状态好等优点,越来越广泛地应用于煤矿巷道支护工程中。为了进一步探究矿用预应力钢棒材料力学性能,在实验室进行了矿用预应力钢棒拉伸试验、金相组织分析、冲击韧性测试、预应力损失试验、偏载试验、安装推进阻力试验及配套锁具性能试验。结果表明:直径20 mm矿用预应力钢棒拉伸时极限承载能力为422 kN,与直径20 mm、牌号HRB335锚杆杆体相比,增幅达176%,断后伸长率平均为13.3%,为锚索断后伸长率的2.4倍,断后呈杯锥状断口;钢棒拉断前后冲击吸收功分别为46.0 J和23.3 J,材料组织结构为回火索氏体,晶粒度为9.5和8.5,属于超细晶粒度;受力长度为1 230 mm和1 500 mm时,预应力损失为38.37%,和36.74%,随着载荷的加大,预紧力损失率减小;受力长度的增加,钢棒预紧力损失率减小;偏载角度为5°、10°、15°、20°及25°时,极限承载能力降幅分别为18. 3%、22. 5%、26. 4%、26. 9%及27. 5%;采用28 mm钻孔时,直径18 mm和直径20 mm钢棒平均最大推进阻力分别为179 N和453 N,两者相差274 N,但两者推进均比较容易;预应力钢棒锚具平均承载能力为398.2 kN,锚环与夹片的洛氏硬度分别为27.78和58.39,能够满足国标和钢棒材料力学性能要求。