热轧H型钢腹板波浪质量攻关

针对马鞍山钢铁股份有限公司H型钢厂轧制H700mm×300mm系列H型钢存在腹板波浪问题,从冷却和轧制工艺上进行了原因分析,从而提出了预防措施,使腹板波浪产品数量下降90%。

热轧H型钢腹板波浪的原因分析及解决措施

针对莱钢股份型钢厂大H型钢生产线轧制H700×300系列H型钢存在腹板波浪问题，从冷却和轧制工艺上进行了原因分析，从而提出了调整解决的方案。

H型钢轧制腹板波浪的研究

对H型钢轧制过程中腹板波浪的产生机理及形成条件进行了研究。首先利用解析的方法给出了腹板产生屈曲的临界应力和应变。使用有限元软件MSC.Marc,建立了H型钢轧制的弹塑性有限元模型,并成功地仿真出了腹板屈曲现象,给出了此过程中轧件的应力和变形规律。得到了出现腹板波浪时腹板和翼缘相对压下量的临界比值和半波长等特征值参数。

莱钢中型H型钢腹板波浪控制

对莱钢中型H型钢热轧腹板波浪和冷却腹板波浪的产生机理及形成条件进行了研究，在冷却和轧制工艺方面采取相应的解决措施，H型钢腹板波浪问题得以解决。

莱钢大H型钢腹板波浪产生的原因分析

针对H700X300、H800X300规格以及欧标规格出现的腹板波浪缺陷，从轧制工艺以及冷却工艺进行了原因分析，并提出了预防措施，使腹板波浪缺陷的数量降低95％。

波浪腹板H型钢和太空板在运用库建造中的应用

依托郑州地铁3号线运用库工程,阐述了波浪腹板H型钢和太空板的应用,并对波浪腹板H型钢和太空板在该项目中的应用效果作了分析。

H型钢腹板轧制波浪的仿真分析

以H型钢HN 800 mm×300 mm连轧过程为对象,采用热力耦合弹塑性有限元方法,建立万能轧制有限元仿真模型,对不同腿腰延伸比下的多种工况进行仿真计算,分析了腹板轧制波浪产生的根本原因,得到H型钢在相应孔型的轧制过程中出现腹板波浪的腿腰延伸比临界值。

大型H型钢轧制热力耦合模拟及腹板波浪分析

针对大型H型钢的轧制过程进行了全轧程热力耦合模拟仿真,并对现场生产中出现的腹板波浪及开裂问题进行了研究。选取HN800×300规格的典型H型钢产品进行全轧程热力耦合仿真分析,获得了轧制过程的应力应变场云图,截面金属流动规律及温度场变化规律;并在调整腿腰延伸比的情况下,对腹板轧制波浪进行了研究。分析了腹板轧制波浪的形成机制并通过模拟予以验证。通过大量的仿真工况,最后确定了在相应的孔型中,H型钢万能轧制过程中出现腹板波浪的腿腰延伸比的临界值。

波浪腹板工形构件抗剪承载力设计理论及试验研究

波形腹板工形构件主要有三种波形形式,即梯形、三角形与正弦波浪波形等。在总结前人对梯形腹板抗剪承载力研究成果的基础上,对波浪腹板工形构件的腹板抗剪性能进行系统研究。针对波浪腹板的屈曲特性提出弹性剪切屈曲荷载的计算公式,给出计算公式的适用范围。基于弹塑性大挠度有限元分析研究波浪腹板的弹塑性屈曲性能以及屈曲后行为,揭示其抗剪承载力极限状态以及缺陷敏感性,提出弹塑性屈曲荷载的实用计算公式,建立波浪腹板抗剪承载力设计方法。进行6个波浪腹板短梁试件的抗剪承载力试验,揭示波浪腹板的抗剪极限状态与初始屈曲及屈曲后性能之间的关系。试验结果与有限元结果吻合很好,推荐的设计公式合理。

波浪腹板梁平面外稳定承载力设计理论与试验研究

目前国外对波浪腹板梁的平面外稳定设计问题主要采用简化计算模型,缺乏精确的设计公式。从构件的截面翘曲惯性矩计算方法出发,提出波浪腹板梁临界弯矩的精确计算方法。有限元分析结果显示,仅在腹板波幅较大时,腹板波浪对构件的临界弯矩有明显影响。在此基础上提出波浪腹板梁弯扭屈曲稳定系数的一般计算方法。通过大量的有限元算例分析,以及与现有各国规范对工形截面梁面外稳定设计方法的比较,建议采用澳洲规范中的方法来确定构件弹塑性稳定系数与弹性稳定系数之间的关系。三根波浪腹板梁平面外稳定承载力试验结果与有限元分析吻合较好,验证了建议的设计方法的合理性。

波浪腹板连接的双核防屈曲支撑承载力及滞回性能研究

提出一种用波浪腹板连接的双内核防屈曲支撑(简称CW-BRB)。CW-BRB由浪腹板连接两个内置一字板内核的全钢约束矩形钢管组成,且两个一字板内核在伸出外围约束构件端头前后均通过肋板加强形成H形截面,整体外围约束的抗弯刚度及内核端部强度均获得极大改善,承载力设计效益显著提高。首先,简要介绍波浪腹板剪切变形对CW-BRB弹性屈曲荷载的影响,为计算其约束比或正则化长细比提供依据。其次,重点研究CW-BRB受力性能,通过建立CW-BRB的壳单元模型,分析其单调加载承载力与反复拉压荷载作用下的滞回性能,研究约束比变化对其受力性能与破坏机理的影响。最后,设计了1根单波浪腹板和1根双波浪腹板连接的CW-BRB进行反复加载滞回性能试验研究,并采用壳单元及壳单元位移耦合技术建立CW-BRB试验试件的精细化有限元模型,进行反复拉压荷载作用下的滞回性能数值模拟分析。试验结果与有限元计算结果吻合较好。

波浪腹板工形构件疲劳性能试验研究及设计建议

波浪腹板工形构件在国内外除了用于工业厂房的梁柱外,还应用于工业厂房中的吊车梁。应用此种构件可以克服采用高而薄的平腹板工形构件必须设置横向加劲肋的缺点。吊车梁直接承受动力荷载,其承载力往往由其疲劳寿命控制。国内外现有对波形腹板构件疲劳性能的试验及理论研究多集中于梯形波折腹板工形构件,对波浪腹板工形构件的研究还很少。通过两根足尺试件的疲劳试验研究以及理论分析给出了波浪腹板工形构件的疲劳设计建议,获得了按照我国目前《钢结构设计规范》中疲劳验算的分类(属于2类)。此外,通过有限元软件详细分析了疲劳破坏位置附近的正应力与剪应力的分布及变化规律,剖析了影响疲劳的主要因素,验证了试验结果。通过比较平腹板、梯形波折腹板、波浪腹板工形截面梁的疲劳性能,指出波浪腹板工形构件的疲劳寿命优于梯形波折腹板构件,略逊于平腹板构件。最后根据一工程设计实例,给出波浪腹板吊车梁疲劳验算的方法。

H型钢轧制腹板波浪的研究

对H型钢轧制过程中腹板波浪的产生机理及形成条件进行了研究。利用解析的方法,给出了腹板产生屈曲的临界应力和应变。使用有限元软件MSC.Marc,建立了H型钢轧制的弹塑性有限元模型,并成功地仿真出了腹板屈曲现象,给出了此过程中轧件的应力和变形规律。得到了出现腹板波浪时腹板和翼缘相对压下量的临界比值和半波长等特征值参数。

波浪腹板工形梁支承加劲肋设计方法研究

为解决波浪腹板工形梁支承加劲肋设计问题,进行了受力机理的研究,根据受力状态的不同对加劲肋进行分类,并采用ANSYS进行了有限元模型的数值分析;将波浪腹板对加劲肋的约束作用简化为等效约束长度的平腹板,将支承加劲肋转化为在腹板平面内失稳的轴压构件并计算其稳定性;通过参数分析,揭示了等效约束长度与腹板幅长比及腹板高厚比相关,进而建立了单侧与两侧约束情况下等效约束长度的计算公式。结果表明:与平腹板工形构件不同,波浪腹板工形构件的腹板面外刚度增大,但腹板沿构件轴向刚度变小,因而对加劲肋的面外约束不足,需要重新评估加劲肋在集中荷载作用下的稳定性计算;提出的波浪腹板工形梁支承加劲设计方法具有较好的安全性和经济性。

端板螺栓连接波浪腹板钢梁塑性铰转移设计方法研究

地震中传统的钢框架梁柱节点表现为延性极差的脆性破坏,主要原因是受该节点的构造、传力、焊缝及应力集中等因素的影响,节点未能发挥材料的延性,致使结构在梁端塑性铰形成之前发生脆性破坏。梁端塑性铰外移是1个解决脆性破坏的行之有效的方法。通过试验对波浪腹板钢梁发生剪切屈曲破坏的原因及钢梁翼缘应变变化规律进行理论分析,根据分析结果提出局部加强建议,得出梁尺寸,加强钢板尺寸等对塑性铰的影响;并对促使梁端塑性区域外移的加强钢板尺寸给出了计算方法,结合试验数据提出了塑性铰外移的设计方法及合理性。

波浪腹板H型钢结构设计软件的研发与应用

波浪腹板H型钢是一类腹板为正弦曲线的型钢构件,具有承载效率高、经济性好等优点,多用于轻型门式刚架结构中。本文介绍了钢结构设计软件STS中波浪腹板H型钢结构设计功能,通过实例分析,比较波浪腹板与平腹板构件用于门式刚架、吊车梁设计中的用钢量,给出波浪腹板的经济性指标。

波浪腹板H型钢在门式刚架房屋中的应用

波浪腹板H型钢截面构件是由翼缘板和波浪腹板组成,突破了传统平腹H型钢腹板高厚比的限制,从而其经济效益明显优于传统的门式刚架结构,是一种高效的新型建筑型材。该文就波浪腹板H型钢在门式刚架应用中的结构分析,探讨其设计方法和经济比较。

波浪腹板门式刚架结构在车辆场段中的应用

在轨道交通车辆段、停车场大跨度库房结构设计中,综合其功能、造价、工期等因素,常釆用钢结构门式刚架。传统的门式刚架结构的梁、柱釆用平腹板H型钢,波浪腹板钢构件是以波浪形腹板代替平腹板,较平腹板工字形截面具有承载效率高、节能、节材、绿色环保的优势。依托郑州市轨道交通3号线车辆段、停车场项目,探讨波浪腹板门式刚架钢结构的受力特点、结构计算、节点设计和经济性,力求在保证结构安全及使用功能的前提下,降低结构用钢量,做到节能、节材、绿色环保。

热轧大型H型钢残余应力相关研究

在全轧程热力耦合计算结果的基础上,对大型H型钢冷却后的残余应力场进行仿真分析。得到了沿着长度方向大型H型钢腿腰连接部位及翼缘整体表现为拉应力、腹板为压应力的残余应力场计算结果。H型钢冷却过程中,腹板的残余压应力有可能导致腹板冷却波浪的产生。对使用过程中切割翼缘时残余应力场的转变过程进行仿真分析,得到当切口到达H型钢腿腰连接部位时,切口处拉应力突然增大的结果。切口处应力场的突然变化与腹板开裂直接相关,H型钢腹板的开裂属于脆性断裂。对控制大型H型钢残余应力的方法进行仿真研究,得到了通过翼缘外侧强制冷却改善残余应力分布的结果。

降低H型钢残余热应力的三维有限元仿真分析

借助于LS-DYNA仿真软件,在H型钢轧制全程的热力耦合仿真分析结果的基础上,完成了对轧后H型钢翼缘外侧强制冷却及改善终轧H型钢断面温度分布情况下的H型钢残余热应力状态的三维热力耦合仿真分析。针对述及的热轧H型钢产品,根据仿真结果分析得到:采用轧后强制冷降翼缘外侧的方法,可改变H型钢断面残余应力的分布状态,降低H型钢腹板部位的压应力;同时,可改善H型钢终轧断面的温度分布,降低终轧断面温差,使轧后H型钢残余应力得到改善,其中残余拉、压状态的应力值均可降低。