长钢管的大变形量镦粗工艺及模具设计

针对长钢管大变形量镦压加工难等问题,开展了镦压工艺计算与设计,建立了钢管的高径比、镦压变形量与镦压质量之间的关系。在镦压工艺和模具设计上对坯料可能产生的失稳和制品内、外径保证问题进行了评价,并进行了镦压试验,提出了解决因长钢管大变形量镦压而导致失稳倾向和制品易折叠的镦压加工方法,规定了模具工作过程及注意事项。研究结果表明,长钢管接受镦压加工时,若其高径比和镦压总变形量大大超过镦压加工规范时,采取两次镦压、在毛坯内径中加装芯棒和在外径外部设计模圈及对坯料进行酸洗、磷化、浸涂固体润滑剂等技术,可以有效地解决长钢管大变形量镦压加工难的问题。

大直径长钢管桩技术在日本的应用

介绍大直径长钢管桩当前在日本的实际应用及其有关内容：包括桩的尺寸大小的讨论，获得对桩中存在应力的现场测试结果所使用的桩锤型号以及日本现行实际使用的打桩程序。

长输管道采用18 m长钢管综合对比分析

目前,在石油、天然气长距离输送管道建设中,传统的单根12 m长钢管(简称12 m管)用量居多,单根18 m长钢管(简称18 m管)在一些项目中逐步投入使用。从直接经济效益和间接安全质量效益两方面综合比较了18 m管和12 m管的差异。其中,直接经济效益以某100 km线路为例,从生产成本、运输费用、施工措施费用和施工组对焊接费用4个方面定量进行分析,采用18 m管节约投资476.01万元。虽然受限于使用地形、物流等一些问题,但18 m管具有焊口数量减少、投资成本节约、施工效率提高、运营安全性提升等优点,且输油管道口径越大,费用节省得越多。在沿海等区域物流运输发达且安装地势平缓,18 m管应用具有一定的推广优势。

截污工程中长钢管的沉管施工

本文结合花地河截污工程的实际情况,应用焊接钢管的强度高、刚度大的优点,应用于横跨花地河的截污工程的截污管道中。施工采用在河岸上焊接成型,焊接钢管在岸上检验试验合格后,整体起吊,平衡沉管法施工。

铸造长钢管的经验

1989年底我厂接受了铸造(外径×内径×长度)为φ180mm×φ1OOmm×2000mm的ZG45钢管的任务。使用壁厚4.5mm的φ100mm的钢管作为铸管的内壁,管内装潮型砂。

矩形中空夹层钢管混凝土叠合长柱轴压性能研究

目的 研究矩形中空夹层钢管混凝土叠合长柱的轴压性能,提出轴压稳定承载力实用计算方法。方法 基于ABAQUS有限元分析软件,建立矩形中空夹层钢管混凝土叠合长柱有限元模型,分析其在不同参数下的工作机理;采用叠加原理并结合现行相关规范,给出适用于矩形中空夹层钢管混凝土叠合长柱的轴压稳定承载力计算公式。结果 矩形中空夹层钢管混凝土叠合长柱的破坏形态表现为在构件的中间位置产生侧向挠曲,最终因丧失稳定而破坏;长细比λ和外围混凝土强度fcu, out是影响叠合长柱轴压峰值荷载的关键参数;当λ由29增加到42和55时,峰值荷载分别降低7.3%和15.3%;当fcu, out由40 MPa提高到60 MPa和80 MPa时,峰值荷载分别提高21.4%和44.8%;轴压承载力简化计算公式与有限元模拟所得结果之比的均值和变异系数分别为0.927和0.017。结论 矩形中空夹层钢管混凝土叠合长柱具有良好的抗压性能和初始刚度,所提出的简化计算公式可为实际工程应用提供计算依据。

不同截面钢管混凝土长柱承载力的统一算法

为了研究不同截面钢管混凝土长柱的承载力计算方法,收集了391个不同截面形式的钢管混凝土长柱承载力试验结果,对其承载力进行计算,通过对比试验结果发现规范承载力计算方法具有较高的准确性,但离散性较大,偏于不安全。现基于截面形式、套箍系数、相对偏心率和长细比等参数对规范承载力计算方法影响的研究,提出了适用于不同截面形式钢管混凝土长柱的承载力计算公式,利用该公式得到的承载力计算值与试验值比值的平均值为0.938,方差为0.025,计算结果的离散性较小,非保守估计数据点比例较低,仅为23.08%,计算结果更安全,该计算公式可供工程设计人员参考。

空心钢管混凝土长柱轴压性能的试验研究

进行了11根圆形和正方形截面的空心钢管混凝土轴心受压长柱试验,研究了空心率、长细比和截面形式对空心钢管混凝土长柱承载力性能的影响,并对空心钢管混凝土轴压长柱的破坏形态进行了分析。分析结果表明,空心钢管混凝土长柱的破坏形态接近于空钢管长柱。同时在前人所做的轴压长柱试验数据基础上,进行了《薄壁离心钢管混凝土结构技术规程》(DL/T 5030-1996)与给出的空心钢管混凝土轴压长柱承载力计算公式的对比,表明给出的公式与试验结果吻合较好,说明使用该公式计算轴压长柱承载力是可行的。

圆钢管混凝土压弯长柱非线性屈曲承载力的理论研究

基于三维线弹性大变形理论,构造了三维非线性虚拟层合单元法,利用此法对钢管混凝土压弯长柱的非线性屈曲承载力进行了研究,有限元分析结果与试验结果符合良好。最后,以典型截面形式为例,研究了长细比、偏心率等参数对钢管混凝土长柱承载力的影响,研究结果可供工程设计和施工参考。

圆中空钢管混凝土叠合长柱轴压性能研究

目的建立圆中空钢管混凝土(CHCCFST)叠合长柱轴心受压有限元模型,分析关键参数对其力学性能的影响,为该类叠合构件轴压承载力的计算提供依据。方法首先通过现有试验数据对有限元模型的准确性与合理性进行检验;其次利用有限元模型对典型CHCCFST叠合长柱轴压性能的荷载-柱中挠度曲线特征点进行分析,揭示不同参数下CHCCFST叠合长柱的轴压工作机理;最后基于现有规范中的稳定系数φ提出CHCCFST叠合长柱轴心受压承载力的简化计算公式。结果混凝土强度(f_(cu))和长细比(λ)是影响圆中空钢管混凝土叠合长柱轴压性能的关键参数;当混凝土强度等级由C40增加到C60与C80时,叠合长住轴压承载力分别增加了42.4%和62.8%;当叠合柱长细比由36减少到30与24时,叠合长住轴压承载力分别增加了31.5%和44.4%;CHCCFST叠合长柱轴压承载力简化计算结果与有限元和试验结果均符合较好。结论圆中空钢管混凝土叠合长柱在轴心受压作用下具有较好的承载能力和刚度,是一种满足实际工程需要的新型叠合构件。

椭圆钢管混凝土长柱偏压受力性能研究

为研究椭圆钢管混凝土(ECFST)长柱的偏压性能,利用ABAQUS建立了偏压作用下椭圆钢管混凝土长柱的数值分析模型,考虑了钢管与核心混凝土的复杂接触问题、材料非线性问题和椭圆截面特征的影响,并利用试验结果验证了数值分析模型的准确性。对钢材强度、混凝土强度、偏心距、径厚比、长短轴比和截面面积等参数进行了分析,评价了各参数对偏压作用下椭圆钢管混凝土长柱轴压承载力的影响,揭示了其破坏模式和受力机理。研究结果表明,偏压作用下椭圆钢管混凝土长柱的破坏模式根据偏心距大小可以分为大偏压破坏和小偏压破坏,根据加载路径的不同可以分为长轴偏压破坏和短轴偏压破坏。椭圆钢管混凝土偏压长柱的轴压承载力随着混凝土强度、钢材强度和截面面积的增大而增大,随着偏心距、径厚比、长短轴比和长细比的增大而减小。研究结果将为建立椭圆钢管混凝土构件的设计方法提供参考。

方钢管再生混凝土长柱偏心受压试验研究

文章设计8根方钢管再生混凝土偏心受压长柱进行加载试验,获得偏心受压试件的承载力、破坏形态、轴向荷载-位移曲线、轴向荷载-柱中侧向挠度曲线等试验数据,分析了再生粗骨料取代率、钢管壁厚、偏心率、长细比等参数对试件受压性能的影响。研究结果表明:方钢管再生混凝土偏心受压长柱承载力,随着偏心率和长细比的增加而下降,随着钢管壁厚增大而增加;再生粗骨料取代率对偏心受压试件的承载力有一定影响,随着取代率的增加,偏心受压试件承载力呈降低趋势;方钢管再生混凝土偏心受压长柱轴向刚度,随钢管壁厚增大而增加,随再生粗骨料取代率增加而减小,长细比和偏心率则对轴向刚度影响不明显;方钢管再生混凝土偏心受压长柱的钢管壁厚、长细比以及偏心率越大,柱中侧向挠度越大,再生骨料取代率对柱中侧向挠度无明显影响。

FRP约束矩形高强钢管混凝土长柱轴压性能有限元分析

以纤维增强复合材料(FRP)约束矩形高强钢管混凝土长柱的轴压试验为基础,利用有限元软件ABAQUS对FRP约束矩形高强钢管混凝土长柱进行了非线性有限元分析,有限元分析结果和试验荷载-位移曲线吻合较好,破坏模态一致,峰值荷载偏差平均值仅为0.5%,方差为0.080,验证了材料本构关系、单元类型、接触和边界条件等建模方法的可靠性,表明该有限元模型可以准确预测其轴压性能.基于试验和数值模拟分析了试件的受力机理:薄壁钢管在压应力较小时发生局部屈曲;混凝土在钢管鼓曲处发展了塑性应变和横向变形;由于倒角较小,FRP在角部存在应力集中现象,在鼓曲最严重处发生断裂.环向FRP约束延缓了钢管局部屈曲的萌生和发展,提高了核心混凝土的约束强度,对于内填普通强度(C40)混凝土的钢管混凝土柱,环向FRP在承载力上的提升作用较明显,方矩形截面试件的峰值承载力提高了6%~7%.对于内填高强度(C80)混凝土的钢管混凝土柱,方矩形截面试件的峰值承载力提高了4%~5%.最后利用该有限元模型探究了长细比参数对轴压性能的影响,结果表明:FRP对承载力的提升效果随着长细比的增大而降低,对倒角半径为20 mm的模型,当长细比达到31.3时,环向FRP仍能为柱提供有效约束,提升柱11%的峰值承载力.

海洋钢结构钢管卷制接长技术

随着海洋资源的深度开发,海上平台数量飞速增长。这些海洋钢结构中包含了大量的立柱、拉筋、节点圆管。因受到壁厚、管径限制,海洋钢结构中应用的钢管多采用钢板卷制焊接接长而成。因此,在海洋钢结构中钢管的卷制接长工作起着非常重要的作用。本文针对海洋钢结构建造过程中钢管的卷制接长过程进行了分析与探讨,总结了焊接钢管卷制接长的工序流程及方法,为海洋钢结构建造过程中钢管卷制接长工作的改进及质量控制提供参考。

离心钢管混凝土长柱轴压性能分析

针对离心钢管混凝土长柱,运用ABAQUS有限元软件进行模拟,采用正交试验的分析方法,研究钢管壁厚、空心率及长细比对长柱轴压承载力的影响,结果表明,各因素影响能力顺序为:钢管壁厚>空心率>长细比。钢管壁厚每增加1mm,承载力增加约17%;空心率每增加0.08,承载力减少约9%;长细比每增加10,承载力降低幅度均小于1%。将有限元计算结果与现有相关规范中的叠加理论和统一理论计算结果比较表明,理论计算值较有限元模拟值偏小7%~9%。工程运用中选用统一理论进行计算,更偏于安全。

钢骨-方钢管高强混凝土组合长柱轴心受压力学性能

为研究钢骨-方钢管高强混凝土组合长柱轴心受压力学性能。采用有限元软件ABAQUS建立钢骨-方钢管高强混凝土组合长柱轴心受压有限元分析模型。研究了组合长柱荷载-变形曲线特征以及最终破坏模态,进行参数分析研究不同参数对组合长柱轴心受压力学性能的影响。通过回归分析得到组合长柱轴心受压承载力简化计算公式,将提出的简化公式计算结果与试验结果、有限元计算结果及其他相关公式计算结果进行比较,最后基于组合切线模量理论对组合长柱轴心受压进行理论分析。结果表明:提出的简化承载力计算公式具有很高的计算精度,组合切线模量理论可以较好预测组合长柱轴心受压稳定承载力。

轴压下三面受火中空钢管混凝土叠合长柱耐火性能研究

目的解析轴压下三面受火的中空钢管混凝土叠合长柱的力学行为,建议耐火极限简化计算公式。方法采用有限元分析软件ABAQUS建立轴压下三面受火中空钢管混凝土叠合长柱温度场和力学分析模型,研究轴压下三面受火中空钢管混凝土叠合长柱的温度场分布、破坏模态、变形特点、内力分布等,分析空心率、截面边长、荷载比和长细比对中空钢筋混凝土柱耐火极限的影响。结果在高温下中空钢管混凝土叠合长柱发生了内力重分布;截面边长由300 mm分别增加至600 mm、900 mm和1200 mm时,构件耐火极限分别增长了131.83%、221.81%和312.02%;长细比由22增加至44和66时,构件耐火极限分别降低了25.46%和62.77%;荷载比由0.4分别增加至0.5、0.6和0.7时,构件耐火极限分别降低了39.03%、65.71%和85.54%。结论中空钢管混凝土叠合柱的耐火性能优于中空钢筋混凝土柱,提出的耐火极限简化计算公式与有限元模型计算结果吻合程度较好。

海洋钢结构钢管卷制接长质量控制重点难点分析

海洋钢结构包含大量的钢管,例如导管、钢桩、立柱、拉筋等,其作为主要基本结构在海洋钢结构中起着非常重要的作用。钢管的卷制及接长在海洋钢结构施工过程作为主要工作得到重视,如何提高其施工质量及检验效率,成为检验员的一项重要工作。文中针对海洋钢结构建造过程中钢管的卷制及接长过程进行了分析及探讨,并对质量控制过程中的重点及难点进行了梳理,提出了合理的控制措施。

钢管测长称重系统的设计与开发

随着钢管制造业的发展,钢管生产过程自动化越来越成为钢管厂竞争的核心要素,基于钢厂钢管生产的技术需求,采用ARM内核S3C2440A微处理器和LCD液晶对钢管测长称重系统进行了自动化设计,采用上位机与下位机结合的模式,控制液压缸把钢管送达测长称重工位,测得钢管长度与重量,并在上位机存储相关数据。经过实际生产过程的考验,该装置运行稳定、生产效率高、能够降低工人劳动强度,满足设计要求。

长小径不锈钢管内表面的磁性珩磨工艺

由于长小径不锈钢管的轴向长、内径小,尚未有对其内表面进行光整加工的较好方法,针对这一问题,提出了一种长小径不锈钢管内表面磁性珩磨加工的新工艺。首先,研发了一套磁性珩磨头,使用热压烧结法制备出了梯度复合磁性磨条,并根据尺寸要求设计出了其永磁体结构;其次,使用Ansoft软件确定了永磁体高度以及加工间隙;分析了影响磁性珩磨压力和珩磨表面粗糙度的因素,以磁场因素-工艺参数-加工条件的顺序进行了分析,并制定了其珩磨工艺;最后,对珩磨工艺进行了工艺试验,确定了加工环境对磁性珩磨粗糙度的影响因素。研究结果表明:当磁性珩磨头旋转频率为5 Hz、加工行程为60个,使用W14+湿磨方法加工效果最佳,钢管普通表面粗糙度值可从0.362μm降低到0.07μm,焊缝粗糙度值可从0.969μm降低到0.249μm;该结果也证实了长小径不锈钢管内表面磁性珩磨是行之有效的新工艺。