外加磁场对高强不锈钢电阻点焊熔核组织与性能调控技术研究

针对轨道车辆高强不锈钢材料电阻点焊存在的压痕明显、熔核直径波动较大、熔核中心缩孔等问题,探索了磁控电阻点焊技术对提升焊接质量和接头性能的潜力。通过在现有电阻点焊设备上增加环形永磁体,利用外加磁场对熔融金属进行电磁搅拌,发现磁控电阻点焊能够显著改善焊点质量和接头性能。与传统电阻点焊相比,磁控点焊可降低凸痕高度80.6%,增大熔核直径12.0%,并将熔核等轴晶区的枝晶间比例从29%改善至6%。此外,磁控点焊接头的拉剪断裂载荷提高11.8%,疲劳强度也得到了提升。通过微观组织观测发现,磁控点焊能够有效细化熔核晶粒,使枝晶间比例大幅下降,从而提高接头表面强度,降低压痕深度。疲劳试验结果表明,磁控点焊接头的疲劳寿命显著提高,且断裂模式由传统点焊的界面断裂转变为高韧性的纽扣断裂模式。研究为磁控电阻点焊技术在不锈钢轨道车辆制造中的应用提供了实验数据支持,并为无涂装车辆高可靠无痕点焊提供了借鉴。

高强不锈钢绞线网/ECC约束高强混凝土受压本构模型

为将新型复合材料“高强不锈钢绞线网/ECC约束素混凝土”用于实际工程结构,基于高强不锈钢绞线网/ECC约束高强混凝土(简称HSME约束高强混凝土)复合材料轴心受压试验结果,分析ECC强度、核心混凝土强度以及横向钢绞线体积配网率等对其受压性能的影响规律。试验结果表明:HSME能够有效约束核心混凝土轴心受压,破坏模式具有明显的延性性能,根据试验数据绘出HSME约束高强混凝土复合材料受压应力-应变曲线,可以分为三个阶段:弹性阶段、弹塑性阶段和下降段。根据各阶段曲线的数学特征,建立HSME约束高强混凝土复合材料受压本构关系的全过程模型表达式。引入ECC特征值和横向钢绞线特征值,对本构模型的各参数进行分析,提出HSME约束高强混凝土复合材料的开裂压应变、峰值应力、峰值压应变和极限压应变等参数的表达式。将各参数代入所建立的受压本构关系绘出其应力-应变曲线,模型结果与试验所得应力-应变曲线吻合良好,开裂压应变与极限压应变的计算值与试验值对比范围分别为0.949~1.068和0.938~1.039。表明所提出的受压本构模型能够较好地反映HSME约束高强混凝土复合材料的应力-应变关系。

小弯曲半径高强不锈钢管数控绕弯过程应力应变分析

为了揭示小弯曲半径高强不锈钢管数控绕弯成形机理,实现精确成形和有效控制的目的,基于ABAQUS有限元平台建立了小弯曲半径21-6-9高强不锈钢管数控绕弯成形全过程三维弹塑性有限元模型;研究了网格尺寸和质量放大因子对有限元模型计算精度和效率的影响,并从理论和实验方面验证了模型的稳定性和可靠性;分析了小弯曲半径高强不锈钢管数控绕弯全过程应力和应变以及对称平面和典型截面上的应力和应变分布的历史演变规律。获取了合理的网格尺寸和质量放大因子分别为0.6×0.6 mm和3000,以及全过程、对称平面和典型截面上的应力和应变分布规律。

高强不锈钢的研究现状及其在新能源汽车材料轻量化中的应用

新能源汽车全生命周期低成本以及低碳排放设计理念的兴起,高强度、耐蚀性优良的高强不锈钢开始在新能源客车领域试水应用。在这样的背景下,全球各大钢企及一些学者已经开始布局新能源汽车用高强不锈钢的开发和研究,重点从成本、强度、韧性等方面突破现有不锈钢的局限,并同步考虑加工性能和使用性能,推进高强不锈钢在新能源汽车领域的推广应用。

高强不锈钢在海水环境中的阴极保护行为研究

目的研究不同阴极极化电位下高强不锈钢的极化行为,确定某高强不锈钢合理的阴极保护电位区间。方法通过动电位极化测试以及电化学阻抗测试等电化学测试手段,研究此种高强不锈钢在海水中的阴极反应过程,通过不同极化电位下的恒电位极化测试,结合扫描电子显微镜和能谱仪,观察分析试样表面的腐蚀产物,研究阴极极化电位对高强不锈钢表面阴极产物膜的影响规律,以及对高强不锈钢在海水中的阴极保护效果。结果动电位极化测试表明,在-0.50~-0.90 V,只需要施加很小的阴极电流,就可使极化电位发生显著变化。电化学阻抗谱测试及拟合结果表明,极化电位在-0.70 V时,电极反应的电荷转移电阻最大,此时腐蚀被完全抑制。恒电位极化测试发现,随着电位负移,极化电流密度整体上呈现先减小、后增大的趋势。用能谱仪分析其表面产物发现,钙镁沉积层的致密度呈现先增加、后降低的趋势。结论此种高强不锈钢在海水环境中施加阴极电位为-0.50~-1.00 V时,可以得到有效保护。

高强不锈钢绞线网-渗透性聚合砂浆加固的T型梁桥试验

以采用高强不锈钢绞线网-渗透性聚合砂浆加固技术加固的某大桥为工程背景,采用大比例模型试验,分析加固T型梁抗弯承载力的影响因素及其破坏特征。在试验研究的基础上,给出采用此法进行抗弯加固的T型梁承载力、刚度以及最大裂缝宽度的计算公式。同时对试验桥梁在加固前后进行了静力荷载试验。结果表明:该加固措施有效提高了梁的抗弯承载力和刚度,显著减小了桥梁裂缝宽度,并延迟了裂缝的出现;该加固技术可在不影响桥梁通行的情况下进行,具有良好的经济与社会效益。

高强不锈钢绞线网与ECC黏结-滑移关系模型

高强不锈钢绞线网与ECC的黏结是二者协同工作的基础,且黏结-滑移关系模型是其黏结性能的综合反映,故通过对17组51个高强不锈钢绞网增强ECC薄板试件进行单边拉拔试验,研究横向钢绞线间距、纵向钢绞线直径和相对锚固长度等因素对钢绞线网在ECC中黏结性能的影响规律。试验结果表明,横向钢绞线的设置可使黏结破坏由脆性破坏转变为延性破坏;高强不锈钢绞线网与ECC的黏结滑移曲线可分为5个阶段,分别为上升段、微降段、延性强化段、下降段和残余段。基于试验结果,对钢绞线网在ECC中的黏结破坏特征和黏结-滑移机理进行分析,在相关黏结-滑移关系模型的基础上,提出钢绞线网与ECC的黏结-滑移关系模型,并进行模型参数分析。所提模型及模型参数计算公式与试验结果吻合良好,能较好地反映钢绞线网与ECC的界面黏结滑移特征。

PH13-8Mo高强不锈钢在不同温度时效后的析出相及其对力学性能的影响

将PH13-8Mo高强不锈钢先在925℃进行固溶处理,然后再分别于510,540,550,565,595℃下进行时效处理,研究了不同温度时效后试验钢中析出相的种类和含量,以及析出相对试验钢力学性能的影响。结果表明:在较低温度时效后,试验钢中的析出相以六方结构的M_2C为主,中温时效后的析出相为六方结构的M_2C、面心立方的M_(23)C_6和Ni_3Al以及体心立方结构的NiAl,高温时效后以体心立方的NiAl与面心立方的M_(23)C_6析出相为主;随着时效温度升高,析出相的含量逐渐增加,试验钢的抗拉强度与屈服强度逐渐降低,塑韧性不断提高;时效过程中析出的第二相粒子能起到阻碍位错运动的作用,从而提高试验钢的强度;试验钢在925℃固溶、540℃时效处理后可获得最佳的综合力学性能。

预应力高强不锈钢绞线网-高性能砂浆抗弯加固试验研究

在以往试验研究的基础上,对钢绞线施加预应力,以研究预应力高强不锈钢绞线网-高性能砂浆加固技术对RC梁的适用性。对5根预应力高强不锈钢绞线网-高性能砂浆加固的钢筋混凝土梁和1根对比梁进行了抗弯试验研究,试验结果表明,采用预应力措施有效地提高了梁的抗弯承载力和刚度,较好地约束了裂缝的发展。同时提出利用该种加固方法进行抗弯加固的承载力设计计算公式。计算结果与试验结果吻合较好。另外,还就高强不锈钢绞线网的预应力张拉、预应力损失等进行试验研究,提出完整的预应力高强不锈钢绞线网加固受弯构件的施工工艺,并给出采用不同张拉方法时预应力有效值系数的取值,使得该种加固方法能够更好地应用于实际工程中。

高强不锈钢绞线网-渗透性聚合砂浆加固梁抗弯承载力试验研究

高强不锈钢绞线网-渗透性聚合砂浆加固技术是一项新型加固工艺,具有耐火、耐腐蚀、耐老化等优点。针对采用高强不锈钢绞线网-渗透性聚合砂浆加固的河北沧州某大桥,采用缩尺比例模型,对4根由该工艺加固的钢筋混凝土T型梁和1根对比梁的抗弯性能试验进行对比研究,分析加固梁抗弯承载力的影响因素及其破坏模式。在试验研究的基础上,提出此类加固梁的抗弯承载力计算公式。

21-6-9高强不锈钢管数控弯曲回弹对材料参数的敏感性

为了研究材料参数波动对21-6-9高强不锈钢管数控弯曲回弹的影响,结合多因素敏感性分析方法和弯曲-回弹全过程有限元模型,建立了高强不锈钢管弯曲回弹敏感性分析系统模型,并采用该模型研究了高强不锈钢管数控弯曲回弹对材料参数的敏感性。结果表明:回弹半径对材料参数的敏感性大于回弹角对材料参数的敏感性;强度系数是影响高强不锈钢管弯曲回弹最敏感的因素,其次分别为弹性模量、屈服强度、硬化指数和泊松比。通过研究还获得了各材料参数对回弹角和回弹半径的敏感性因子以及当各材料参数的输入值与实际值存在15%的误差时而引起回弹角和回弹半径的相对误差值。研究结果在优化试验方案以及提高弯管回弹预测能力等方面具有重要的作用。

21-6-9高强不锈钢管数控弯曲回弹的理论计算及有限元分析

为了研究几何参数和材料参数对回弹的影响,基于弹塑性理论推导了最终弯曲半径和回弹角度的近似计算公式,结合有限元模拟,分析几何参数和材料参数对21-6-9高强不锈钢管材数控弯曲回弹规律的影响,并对理论解析、有限元模拟和试验结果进行对比。结果表明:最终弯曲半径随着弯曲半径、强度系数的增大或弹性模量、硬化指数的减小而增大,且与弯曲角度无关;回弹角度随着弯曲角度、相对弯曲半径、强度系数的增大或弹性模量、硬化指数的减小而增大;有限元模拟结果和试验结果吻合良好,能够较精确地预测回弹;理论解析与试验结果对比误差较大,但能够反映回弹角的变化趋势。

工艺参数对21-6-9高强不锈钢管数控弯曲壁厚减薄影响的显著性分析

为实现21-6-9高强不锈钢管数控弯曲精确成形,提高其成形质量与成形极限,需要对弯曲过程中壁厚减薄进行有效控制。基于ABAQUS/Explicit有限元软件平台,建立了21-6-9高强不锈钢管数控弯曲三维弹塑性有限元模型,并对其可靠性进行了验证。通过有限元模拟和正交试验,研究了工艺参数对21-6-9高强不锈钢管数控弯曲壁厚减薄影响的显著性及规律。结果表明,影响壁厚减薄的显著性工艺参数依次为芯棒伸出量、管材与芯棒间隙、管材与防皱块摩擦因数、管材与芯棒摩擦因数、管材与压块摩擦因数和弯曲速度,其影响规律为:壁厚减薄率随着芯棒伸出量、管材与防皱块摩擦因数、管材与芯棒摩擦因数、管材与压块摩擦因数、弯曲速度的增大或管材与芯棒间隙的减小而增大。采用多元线性回归方法建立了最大壁厚减薄率与显著性工艺参数之间的回归预测模型,经对比验证,回归预测模型结果与正交试验结果之间的相对误差不超过5%。

高强不锈钢绞线在聚合砂浆中粘结锚固性能的试验研究

通过常规的拉拔试验研究高强不锈钢绞线在聚合砂浆中的粘结锚固性能。通过对试验数据的分析,总结出了钢绞线在聚合砂浆中的粘结锚固特性,并给出了锚固长度的建议计算公式,为工程设计提供参考。

高强不锈钢结构技术在屋盖设计中的应用

通过北京某酒店入口庭院四坡玻璃屋盖的不锈钢支撑结构设计实例,较全面地介绍高强纯不锈钢结构构件的选用、设计及加工制作和安装技术,并比较与普通钢结构技术使用的优缺点,为以后类似工程的结构设计选型及施工安装提供技术参考。

高强不锈钢绞线网—渗透性聚合砂浆加固梁抗弯裂缝试验研究

高强不锈钢绞线网—渗透性聚合砂浆加固技术是一项新型加固工艺,具有耐火、耐腐蚀、耐老化等优点。针对采用该工艺加固的河北沧州某大桥,采用缩尺比例模型,进行了4根该工艺加固的钢筋混凝土T形梁和1根对比梁的抗弯性能试验研究,分析了加固对梁裂缝的影响以及裂缝的发展情况。结果表明,采用该材料加固梁,可有效降低梁裂缝宽度,并延迟裂缝的出现。在试验研究的基础上,给出了此类加固梁最大裂缝宽度计算公式,可用于实际工程计算。

新型高强不锈钢在海水中的腐蚀行为研究

目的确定新型高强不锈钢在海水环境中的耐蚀性能和腐蚀机理。方法通过海水浸泡试验、动电位极化曲线和电化学交流阻抗测试考察新型高强不锈钢在海水环境中的腐蚀性能,并结合金相显微镜观察、X射线衍射分析(XRD)和X射线光电子能谱(XPS),分析该不锈钢的组织结构和钝化膜组成。结果新型高强不锈钢在海水中的自腐蚀电位稳定在0.012~0.020 V,点蚀电位为1.10 V,保护电位为0.89 V。海水中浸泡45 d后,电化学阻抗值仍然保持在10^(6)Ω·cm^(2)数量级。这说明钝化膜表面并未出现点蚀的形核,钝化膜仍具有较好的保护性。该不锈钢具有典型的孪晶奥氏体结构,形成的钝化膜表层主要成分为FeOOH、Cr(OH)_(3)等氢氧化物,内层成分主要为Fe_(3)O_(4)、Cr_(2)O_(3)、CrO_(3)、单质Ni,具有较强的钝化膜修复能力。结论该不锈钢在海水中具有良好的耐蚀性。

材料参数对高强不锈钢管数控绕弯成形失稳起皱的影响

目的研究材料参数波动对管材数控绕弯成形失稳起皱的影响规律。方法基于ABAQUS有限元平台,建立了21-6-9高强不锈钢管数控绕弯成形过程三维弹塑性有限元模型,并验证了模型的可靠性;采用该模型模拟分析了材料参数波动对其数控绕弯成形过程失稳起皱的影响规律。结果随着厚向异性指数、屈服强度的增大或弹性模量、硬化指数的减小,弯管的起皱趋势增大,泊松比和强度系数对弯管起皱趋势的影响较小。结论材料参数对弯管起皱趋势影响的大小依次为:屈服强度、弹性模量、厚向异性指数、硬化指数、强度系数和泊松比。

高精度高强不锈钢隔片零件拉深成形研究

通过对15-5PH高强不锈钢高精度隔片零件结构及尺寸公差的工艺分析,明确了零件成形难点。利用有限元拉深成形的结果,确定了刚模拉深成形的方法。基于有限元回弹模拟的结果及试验,对拉深成形模具的理论型面进行了修正,解决了零件的高度及弧面轮廓尺寸精度问题,确定了拉深成形的合理压边力大小。

高强不锈钢绞线网-渗透性聚合砂浆加固混凝土梁的配筋率分析

高强不锈钢绞线网-渗透性聚合砂浆加固法是一种新型的加固方法，它具有耐火、耐腐蚀、耐老化的优点。针对高强不锈钢绞线网-渗透性聚合砂浆加固混凝土梁，提出了高强不锈钢绞线网的最小和最大配筋率公式，以指导工程施工。