蜂窝梁-焊接环式箍筋柱节点抗剪受力性能

通过4个蜂窝梁贯通型接点、2个外伸式端板连接节点,以及2个平齐式端板连接节点的低周反复荷载试验,研究焊接环式箍筋柱与焊接蜂窝梁连接节点的破坏特征和抗震性能.在此基础上,对焊接环式箍筋柱节点的抗剪受力性能进行分析,考虑混凝土、焊接环式箍筋、不同连接形式的约束作用及轴力等因素的影响,最终得出4组试件抗剪承载能力的计算公式.结果表明,理论与试验结果之间存在一定的误差,但是整体而言仍然具有参考价值,可为工程设计提供实际依据.

高轴压比焊接环式箍筋混凝土柱抗震性能试验

通过对10根焊接环式箍筋约束高强混凝土柱低周反复荷载作用下的拟静力试验,探讨配箍率、(高)轴压比和箍筋形式对构件抗震性能的影响。主要从试件在模拟地震作用下的破坏形态、承载力、滞回特性、刚度退化等方面分析该试件的抗震性能及耗能机理.试验结果表明:在高轴压比下,焊接环式箍筋柱较普通箍筋柱具有更好的抗震性能;增大轴压比和配箍率可以提高构件的承载力;轴压比在0.8、0.9时位移延性系数为3.12~4.26,等效黏滞阻尼比为0.44~0.49,三组配箍率柱子的延性系数和耗能指标均能满足抗震设计要求;同时在轴压比达到1.0时,构件在配箍率为4.24%时也可以满足抗震要求。

高轴压比下密置焊接环式高强复合箍筋约束高强混凝土柱恢复力模型研究

通过对不同轴压比、体积配箍率和箍筋形式的9个焊接环式高强复合箍筋约束高强混凝土柱的1/2模型试件和1个对比试件的抗震性能试验研究,分析了轴压比、配箍率、箍筋形式等因素对试件滞回曲线、骨架曲线、刚度、强度及延性等的影响,并建立了试件的弹塑性恢复力模型。试验结果表明:随着高轴压比的提高,其耗能性能降低,骨架曲线的下降段较陡;随着配箍率的减小,其耗能性能降低,骨架曲线下降段的斜率变大;对照对比试件,焊接环式复合高强箍筋比普通复合高强箍筋的约束效果好,且耗能大,延性性能好。建议的骨架曲线恢复力模型与试验骨架曲线吻合较好,可为高轴压比下由焊接环式高强复合箍筋约束高强混凝土柱组成的框架结构的弹塑性反应分析提供参考依据。

蜂窝钢梁-焊接环式箍筋砼柱节点抗震受剪承载力

为研究焊接蜂窝钢梁-复合焊接环式箍筋砼柱连接节点的破坏特征和受力性能,进行了4个蜂窝梁贯通型接点、2个外伸式端板连接节点、2个平齐式端板连接节点的低周反复荷载试验。试验表明前三组试件为节点核心区剪切破坏,第四组试件为钢梁翼缘屈服破坏;外伸式端板的约束作用以及高强螺栓预压力的存在,使得节点域混凝土开裂较少,大大改善了节点域的抗剪能力,同时也能增大节点刚度。对节点的抗震受剪承载力进行了分析,并根据试验结果得到了节点核心区抗震受剪承载力计算公式,可供工程实际参考。

冷凝管焊接环的弯曲工艺

应用塑性弯曲理论，从力学角度着手，研究开发线材弯曲成形工艺，提高产品质量及生产率，取得显著效益。

蜂窝梁-焊接环式箍筋柱半刚性节点试验研究

对4种半刚接不同节点形式的蜂窝钢梁-密置复合焊接环式箍筋约束高强混凝土柱的梁柱节点试件进行低周反复加载试验.6个试件的滞回曲线及骨架曲线的分析表明:半刚性连接的梁柱节点具有受力合理、延性好、耗能性能良好等特点;蜂窝钢梁-焊接环式箍筋约束混凝土柱节点宜优先采用螺栓端板连接,设计时容易通过控制端板和螺栓的尺寸、强度、数量的方法保证"强节点"的结构设计思想,从而使得节点和构件的耗能能力都能够得到充分发挥.

焊接环式箍筋约束高强混凝土柱开裂裂缝研究

通过对6根焊接环式箍筋高强混凝土的偏心受压柱做单调加载静力试验,改变柱的偏心距,分析了焊接环式箍筋约束混凝土对试件的破坏形态、极限承载力以及开裂过程和裂缝发展规律:应用焊接环式箍筋约束混凝土对偏压柱正截面承载力有很大提高,裂缝发展比较缓慢.这种焊接环式箍筋柱解决了普通非闭合箍筋对混凝土强约束难的问题.

焊接环式箍筋约束高强混凝土柱抗震性能研究

通过室内模型低周往复加载试验及非线性有限元分析,对焊接环式箍筋约束高强混凝土柱的抗震性能进行了研究。研究了轴压比、配箍率两个参数对柱抗震性能的影响规律。结果表明:通过ABAQUS软件对焊接环式箍筋约束高强混凝土柱的有限元分析结果与试验结果符合较好;随着轴压比的提高,柱的水平承载力变大,延性和耗能能力变差,骨架曲线的强度下降段较陡;随着体积配箍率的增大,柱的承载力、延性和耗能能力均有所提升。通过回归分析,得出适用于焊接环式箍筋约束高强混凝土柱的抗剪承载力的公式,可供设计参考。

外伸式端板连接的蜂窝钢梁-复合焊接环式箍筋混凝土柱组合节点抗剪性能研究

通过低周往复加载试验,研究了外伸式端板连接的蜂窝钢梁-复合焊接环式箍筋混凝土柱组合节点的抗剪性能,得到如下结论:由于焊接环式箍筋的约束,三向受压状态下节点域的混凝土抗剪能力比钢筋混凝土节点混凝土的抗剪能力显著提高;外伸式端板连接型蜂窝钢梁-混凝土柱组合节点高强螺栓预压力的存在,使得节点域的混凝土开裂较少,改善了节点域的抗剪性能.

焊接方法对X90管道环焊接头断裂韧性的影响

为准确获取X90环焊接头的断裂韧性,采用改进的规则化法对X90环焊接头的低约束单边缺口拉伸试件进行断裂韧性测试,分别从手工焊、自保护药芯半自动焊和气保护药芯半自动焊焊接的X90管道环焊接头中提取测试试件,进行断裂韧性试验.结果表明,相同焊接方法下,浅裂纹试件所得阻力曲线比深裂纹试件所得阻力曲线低;热影响区的深裂纹试件具有最高的裂纹扩展阻力曲线,而热影响区的浅裂纹试件具有最低的裂纹扩展阻力曲线;焊缝区试件在试验中极易发生脆断,具有相对较差的断裂性能,并且受焊接方法影响较大,其中气保护药芯焊丝半自动焊的焊缝区试件全部发生脆断.因此,气保护药芯焊丝半自动焊在实际X90管道工程应用中作为参考方法需要优化,这对保持X90管道结构的完整性至关重要.

X80管线钢管自动焊环焊接头热影响区韧性分析

针对管径1 219 mm的X80管线钢管,采用内焊机根焊加双焊炬气体保护实心焊丝热焊与填充盖面焊接的全自动焊工艺进行了焊口焊接,并对环焊接头进行了拉伸性能、弯曲性能、冲击性能、硬度、金相组织等试验研究。结果表明,采用上述全自动焊工艺的环焊接头综合性能良好,但存在环焊接头热影响区冲击韧性离散的现象。微观组织分析结果表明,二次正火区存在较多的M-A组元及二次临界区的链状M-A岛链是造成冲击韧性离散的主要原因,控制小热输入条件下多层多道焊中粗晶区二次热影响区的M-A组元数量和尺寸是解决韧性离散的关键。

基于应变的高钢级管道环焊接头失效评定方法

基于应变的失效评定图程序(Strain Based Failure Assessment Diagram,SBFAD)可以提高大范围屈服条件下的管道及环焊接头的断裂评估准确性。本文构建了含缺陷的X80管道环焊接头数值分析模型,详细阐释了SBFAD方法及其评估曲线的影响因素,明确了不同等级评估曲线的应用场景,并基于X80管道环焊接头的实测力学性能定量评估了含缺陷的X80管道环焊接头临界应变承载能力。研究结果表明:(1) Budden提出的SBFAD方法按照评估曲线的不同,可分为Option 1、Option 2和Option 3,其修订后的Option 1M和Option 2M曲线的非保守性大幅降低。BS 7910提供的Option 2要比基于Budden修订的Option 2M曲线的评估结果更为激进。(2)基于SBFAD方法中的Option 2曲线评估较大尺寸的缺陷可能会呈现非保守的结果。材料的应变硬化指数(n)值对Option 2曲线几乎没有影响,而随着n值的减小,Option 3曲线会缓慢上移,随着n值的增大,SBFAD曲线的截止线值呈明显递减趋势。(3)现有的Option 2曲线无法体现强度匹配系数的影响。随着焊缝强度匹配系数的增加,Option 3曲线逐渐上移,上移幅度则与缺陷尺寸相关,Option 2曲线在评估等匹配焊接缺陷时具备较高精度,在评估强度高匹配的焊接缺陷时,其结果可能过于保守,而在评估强度低匹配的焊接缺陷时,其结果可能是非保守的。(4)基于X80管道环焊接头的实测力学性能对其临界应变承载能力进行评估(缺陷尺寸和断裂韧性固定),Budden提出的Option 1M的评估结果最为保守,基于BS 7910-2019的Option 2评估结果最为激进。结论认为,基于SBFAD方法评估的保守性与其评估曲线、评估参数的选择密切相关,应针对评估需求选择合适的评估参数及合理的评估曲线以避免出现非保守的评估结果,研究结果为X80管道环焊接头的工程失效评估提供了理论与技术支撑。

汽车三段式后桥环缝焊接专机设计与研究

汽车三段式后桥的焊接质量关系汽车的行驶安全。该文分析汽车三段式后桥环缝焊接专机的功能要求,提出适用于汽车三段式后桥结构的环缝焊接专机设计方案,以促进汽车三段式后桥焊接设备的开发。

双丝埋弧自动焊技术在辽宁清原抽水蓄能电站压力钢管环缝焊接中的应用

抽水蓄能是技术较成熟、经济性较优、具备大规模开发条件的电力系统,具有绿色低碳、清洁灵活的电力系统调节电源。抽水蓄能电站不仅具有比常规水电站更高的内水压力,而且其工况转换会带来频繁的水锤作用。因此,抽水蓄能电站输水系统压力钢管的钢材,须采用具有良好的可焊性、低温稳定性、塑性和抗冲击韧性的低合金钢和高强调质钢。焊接工序是压力钢管制造、安装生产中的一道关键工序,需要充分考虑降低焊接成本,加快焊接速度,提升焊接质量,以此来满足在抽水蓄能电站建设过程对于技术方面高效优质的要求。随着科学技术的飞速发展,焊接技术也在与时俱进,埋弧焊接技术已从单丝发展到双丝和多丝。结合双丝埋弧焊接的原理、特点,立足辽宁清原抽水蓄能电站2.8万t压力钢管制造过程,对双丝埋弧自动焊接技术在压力钢管环缝焊接中的应用进行分析总结,以供参考。

反复荷载作用下焊接环式箍筋对高强混凝土柱的约束作用研究

通过6个配有焊接环式复合箍筋高强混凝土柱的水平低周反复加载试验及有限元数值模拟,研究了箍筋对柱受力性能和变形性能的影响。试验及数值模拟中考虑了轴压比、配箍率这两个参数的影响,由试验及数值模拟得到了力与位移的滞回曲线和骨架曲线,分析了箍筋对试件延性、滞回特性、耗能性能以及正截面抗弯承载力的影响。研究结果表明,在焊接环式箍筋的约束下,试件正截面的实际抗弯承载力明显要高于《混凝土结构设计规范》计算值,说明箍筋发挥了很好的约束作用;与一般的钢筋混凝土柱相比,所有试件的滞回曲线都更加饱满,没有明显的捏拢现象,证明这种箍筋的约束作用大大提高了柱的抗震能力和耗能能力;随着箍筋的约束指标增大,试件的延性可以得到提高,并且还能减小轴压比的增大对柱延性产生的不良影响。

根部成形及错边量对不等壁厚环焊接头局部应变集中行为的影响

目的探究高钢级管道不等壁厚环焊接头的局部应变集中规律,揭示其局部开裂的根本原因。方法采用STT半自动根焊+自保护药芯焊丝半自动焊填充、盖面的方式焊接X80管道不等壁厚环,并利用DIC技术对3种不同错边量及根部成形的不等壁厚环焊接头进行全壁厚拉伸,观察其在拉伸过程中的应变规律。结果不等壁厚环焊接头的应变集中主要发生在薄壁侧根部焊趾与厚壁侧盖面焊趾的连线区域,这是由于不等壁厚环焊接头受拉时会产生附加弯矩,该弯矩与薄壁侧根部焊趾及厚壁侧盖面焊趾处的应力集中相耦合使该区域发生应变集中。另外,错边量的存在会增大附加弯矩并使根部成形变差,因此错边量越大,应变集中区域面积越小、应变集中程度越高。定量分析结果表明,当薄壁侧管体远端应变达到0.5%时,3类成形接头根部最大应变分别为0.83%、9.60%、11.88%,盖面处最大应变分别为1.00%、7.10%、10.60%。结论大的错边量或差的根部成形会使不等壁厚环焊接头局部出现严重的应变集中,若与焊接缺陷相耦合可能会导致接头局部损伤,为裂纹的萌生与扩展提供条件。因此,在焊接过程中应增加接头的组对精度、减小错边量。

焊接环式箍筋约束高强混凝土柱恢复力模型试验研究

对6个1/2比例焊接环式箍筋约束高强混凝土柱进行了低周反复加载试验,研究了轴压比和配箍率对柱变形性能和滞回特征的影响。通过试验结果的回归分析,以位移比、轴压比和配箍率等为主要参数,建立了卸载刚度和反复加载下的承载力退化率的计算式。在试验研究基础上,对滞回曲线特征进行了分析,并根据试验P-Δ滞回曲线的特征,得到了柱恢复力模型。研究结果表明:采用由弹性、强化和承载力退化三阶段所组成的三折线型骨架曲线,可以反映焊接环式箍筋约束高强混凝土柱的恢复力特性,该骨架曲线按试验实测数据统计回归分析法以及截面条带分析法确定,其强化段和承载力退化段均考虑了轴压比和配箍率的影响。在试验研究基础上,建立了焊接环式箍筋约束高强混凝土柱剪力-侧移恢复力模型。分析和试验结果表明:所建立的恢复力模型能较好地反映不同轴压比与配箍率对柱的滞回规律特性的影响,可用于该类柱的抗震性能分析。

强度匹配对X80螺旋埋弧焊管环焊接头宽板拉伸性能的影响

为了研究不同强度匹配下X80螺旋埋弧焊管环焊接头的拉伸性能,采用等强匹配根焊+高强匹配填充盖面焊和低强匹配根焊+等强匹配填充盖面焊的两种不同强度匹配组合进行了熔化极气体保护自动焊(GMAW),测试了环焊接头的拉伸性能和夏比冲击韧性,并采用宽板拉伸试验研究了环焊接头的拉伸性能和失效行为。结果表明,两种强度匹配下的X80钢管GMAW环焊缝接头均具有较好的形变能力,二者的平均总应变均大于4.0%;最大载荷下,两种强度匹配组合的环焊接头全截面抗拉强度略低于环焊接头小尺寸试样的抗拉强度,但等强+高强匹配的环焊接头具有更高的平均总应变、平均远端应变和裂纹口张开量,失效模式为管体母材发生颈缩失效,而低强+等强匹配组合的GMAW环焊接头失效模式为根焊热影响区发生开裂失效。试验表明,对于X80螺旋埋弧焊管环焊接头,可选用具有一定韧性的等强度焊接材料进行根焊,从而避免焊缝根部产生应变集中而失效。

不同Nb含量X80钢管环焊热影响区的微观组织与韧性

为研究Nb含量对焊接热影响区微观组织和性能的影响,采用熔化极气体保护焊(gas metal arc welding,GMAW)和手工焊条电弧焊(shielded metal arc welding,SMAW)对0.055%Nb和0.075%Nb含量的X80钢管进行环焊.采用夏比冲击试验和金相分析方法,研究热影响区的微观组织差异和夏比冲击韧性.并借助扫描电镜和超高温激光共聚焦显微镜分析不同Nb含量X80管体的微观组织对热影响区性能的影响.结果表明,在0℃和-20℃时,0.075%Nb和0.055%Nb的X80钢管GMAW环焊接头热影响区均具有较高的冲击韧性,其平均冲击吸收能量均高于150 J.其中0.055%Nb略高于0.075%Nb的GMAW环焊接头热影响区夏比冲击吸收能量;焊接热输入较低时,0.055%Nb低于0.075%Nb的X80环焊接头粗晶区的韧脆转变温度,具有更好的低温韧性.焊接热输入较高时,0.075%Nb的X80环焊接头粗晶区具有更高的上平台冲击吸收能量,且上平台温度和韧脆转变温度也更低,其低温韧性也更优异;还发现了X80环焊接头热影响区的冲击韧性不仅与热输入量和热影响区马氏体-奥氏体组织(M-A)的形状、大小、分布有关,而且还受管体中Nb含量、原始的强度与韧性、微观组织状态的遗传影响.