流-热-力耦合的高性能结构拓扑优化设计方法

拓扑优化和增材制造技术的快速发展为高性能复杂装备提供了高效的产品设计和制造方法。目前高性能结构拓扑优化只考虑热-力耦合或者流-热耦合的设计,且大多局限于简单结构,未考虑流-热-力三场共同作用下的设计,限制了结构性能的提升。针对流-热-力多物理场工况下的高性能复杂结构设计这一挑战,提出了一种流-热-力耦合拓扑优化方法,以提高复杂结构的承温能力。首先引入流场、温度场和结构位移场的控制方程,对计算域的流固材料进行统一表征;然后以最小化平均温度为目标,以流动能量耗散和结构柔度为约束,建立了流-热-力耦合的拓扑优化模型,并结合变分法和拉格朗日函数开展了设计变量的灵敏度分析;最后将所建立的拓扑优化模型应用于涡轮的结构设计,得到了散热性能良好、流道分布合理的可增材制造结构。

高性能结构钢材与钢结构体系研究与应用

城乡建设领域的绿色发展和"十四五规划"对高性能结构材料、结构构件及结构体系的低碳、节能、环保提出了更高要求。对高性能结构钢材(包括高强钢、耐候钢、耐火钢、抗震耐蚀耐火钢)的基本特征和高温力学特性进行了分类和梳理,对高性能钢材基本构件及其连接的高温承载性能研究现状进行了总结和分析,对基于高性能钢材的建筑和桥梁结构体系发展趋势和应用前景进行了展望,对基于高性能钢材的组合结构体系研究提出了相关建议。

建筑高性能结构钢Q550GJC的焊接性试验研究

建筑高性能结构用钢具有强度高、延性好、韧性佳、省材等卓越特点,经济发达国家在钢结构用钢材方面已大量使用。虽然我国已开始高性能钢的生产,但由于有关规范尚无高性能钢的相关指标,且焊接配套技术还不完善,严重影响了高性能钢在钢结构中的应用,已成为制约我国钢结构发展和推广的突出技术瓶颈问题。文中对建筑高性能结构钢Q550GJC的焊接性进行了试验研究,通过焊接热影响区最高硬度试验、斜Y坡口焊接裂纹试验、压板对接(FISCO)焊接裂纹试验,验证了Q550GJC具有良好的焊接性,为建筑高性能结构钢在工程中的推广应用提供了理论依据和数据支撑。

超高性能结构混凝土材料工程化应用基础研究

本文简要论述了超高性能结构混凝土材料的优越性、等级划分、材料性能与耐久性试验研究、生产工艺研究及工程应用情况,给出了部分试验研究成果,可对超高性能结构混凝土材料的工程化应用提供借鉴与参考。

铌高性能结构钢相变规律的研究

利用MMS-100热/力模拟机,研究了不同冷却速度下铌高性能结构钢奥氏体动态转变规律及不同终轧温度和不同压缩比对显微组织的影响。结果表明:在冷却速度为1～5℃/s得到完全的铁素体和珠光体,且随冷速增大,晶粒明显细化,珠光体细小分散,当冷却速度大于15℃/s时,得到完全贝氏体组织;随变形温度的降低,铁素体晶粒细化,珠光体的球团和片层间距减小,组织的均匀性改善;随变形程度的升高,铁素体体积分数增加,且组织细小均匀。铌高性能结构钢终轧后冷却速度应控制在5℃/s左右,终轧温度选择850&。

基于梯度功能的高性能结构抗震设计方法

随着结构抗震研究的不断深入,兼顾结构安全与震后运营功能的抗震设计理念日益受到工程界的关注。于此同时,大量具有赘余构件或分灾元件的高性能结构体系也不断涌现,此类结构具有多道抗震防线,地震作用下结构功能随着不同抗震防线的渐次失效而逐渐降低。为此提出了一种适用于高性能结构的梯度功能抗震设计方法,该方法通过引导结构中不同抗震防线的损伤次序与程度,能够使结构功能按照设计目标梯度降低,从而保证结构在不同地震设防水准下实现预期梯度功能目标。该方法将结构功能梯度变化过程划分为使用良好、损伤可控以及防止倒塌三个阶段,通过建立结构功能与构件损伤之间的关系,将结构在不同地震设防水准下的梯度功能目标转化为结构各构件的预期损伤目标,建立了能够考虑不同功能目标下结构损伤分布模式差异性的抗震设计流程。算例结果表明了本文方法的准确性及实用性。

高性能结构材料推动高技术产业跨越式发展

高性能结构材料是支撑航空航天、交通运输、电子信息、能源动力以及国家重大基础工程建设等领域的重要物质基础,是目前国际上竞争最激烈的高技术新材料领域之一。高性能结构材料的进步不仅对国家支柱产业的发展和国家安全的保障起着关键性的作用,而且还可影响和带动着一大批基础材料和传统产业的升级改造。高性能结构材料的主要发展方向是轻质、高强高韧、耐高温、耐腐蚀、耐磨损、低成本、结构功能一体化。"十五"期间,高性能结构材料以国民经济建设和国防事业发展中的重大需求为导向,积极鼓励原始创新,强调跨越式发展,充分利用我国优势资源和已有技术优势,发展具有自主知识产权的高性能结构材料及其先进制备、成形与加工技术,为我国高技术产业的跨越式发展、传统产业的改造升级和可持续发展创造条件。高性能结构材料:结构材料指以力学性能为主的工程材料。高性能结构材料一般指具有更高的强度、硬度、塑性、韧性等力学性能.并适应特殊环境要求的结构材料。结构材料指以力学性能为主的工程材料,它是国民经济中应用最为广泛的材料,从日用品、建筑到汽车、飞机、卫星和火箭等,均以某种形式的结构框架获得其外形、大小和强度。钢铁、有色金属等传统材料都属于此类。高性能结构材料一般指具有更高的强度、硬度、塑性、韧性等力学性能,并适应特殊环境要求的结构材料。包括新型金属材料、商性能结构陶瓷材料和高分子材料等。

处理天然木材制成高性能结构材料

机械性能优异的合成结构材料往往具有重量大、产生不良环境影响等缺陷，或者由于其复杂的制造工艺而带来高成本。天然木材是一种成本低廉、储量丰富的原材料，几千年来被作为结构材料用于建筑和家具的构造。

高性能结构材料

太钢高硅耐蚀电极板填补国内空白，百米钢轨生产实现国产化。

高性能结构材料

宁夏127万吨PVC项目投产成功，700MPa级超低碳贝氏体钢DB685通过鉴定，印度理工大学研制成功磷铁合金。

关于高性能结构工程研究

目前,我国建筑业飞速发展,人们对于建筑工程的结构稳定性和整体功能要求越来越高。发展以高安全性能、高使用性能、高施工性能、高环保性能、高维护性能、高耐久性能等为特征的高性能结构工程是我国未来结构工程发展的核心战略,也是实现我国结构工程可持续发展的必由之路。本文主要对高性能结构工程的现状优势展开分析,并从工程建造体系和科技研发体系两个方面提出实现高性能结构工程战略目标的对策建议。

高性能结构材料

激光陶瓷合金化活塞环研制成功；宝钢轧出国内最薄带钢。

高性能结构材料

鞍钢本钢重组成立鞍本钢铁集团；济钢成功试制超低碳贝氏体钢JG670DB；青岛国家新材料产业基地引入重大项目;德发明碳纤维增强陶瓷瓦;日本宇部开发新型聚酰胺材料;“红外热波无损检测技术在复合材料研究中的应用”通过验收。

高性能结构陶瓷的新进展——评价及战略思考

一、科技新进展高性能陶瓷是当代新材料的重要成员,对各工业发达国家的军事技术与经济都有重要支持作用,因此发展迅速。它已经形成了有几百亿美元的世界市场,并以较高的速度增长。但其产品的主体是功能陶瓷,占有80％以上的销售额,其年增长率为11％。相比之下,结构陶瓷的应用范围及所占市场都较小,但它有重要的应用前景。高性能陶瓷以其强度高、耐高温、耐磨损,耐腐蚀而被认为是一种能大大提高热机效率、提高热机性能的新型材料。从70年代后期开始出现了全球性的“陶瓷发动机”热。美国。

混凝土新材料的高性能建筑结构设计与优化策略探讨

混凝土作为最重要的建筑材料之一,其在建筑设计与施工中的应用越来越广泛。随着现代建筑技术的发展和对混凝土材料的进一步研究,目前,一些混凝土新材料已被广泛应用于建筑结构设计中。然而,这些高性能的混凝土新材料在应用过程中还存在一些问题,部分设计人员对高性能的混凝土新材料的了解也不够深入。基于此,文中探讨了建筑结构设计优化以及混凝土新材料在建筑结构设计中的应用,旨在帮助工程人员更深入地了解混凝土新材料在高性能建筑结构设计与优化中的重要作用。

基于“能+碳”双控的高性能围护结构评价方法研究

研究构建了基于“能+碳”双控的高性能围护结构评价指标体系,旨在为高性能围护结构的研究和应用提供新思路、新方法。该评价指标含三级指标:一级指标为不同的建筑气候区,二级指标为技术、经济、社会和环境4个方面的评价指标,三级指标为二级指标延伸的具体性能参数,并综合考虑建筑能耗和碳排放,为建筑节能减排提供有效参考。随着社会对节能减排的重视,高性能围护结构研究备受关注,该指标体系具有广泛应用前景。未来需深入研究和完善该指标体系,发挥其在建筑节能减排中的作用,并探索新的评价方法和手段,结合实际工程案例优化指标体系,提高评价结果的准确性和可靠性。

Q690GJ高性能结构钢静力性能试验研究

高强度钢的应用于钢结构有利于减少钢材用量,减轻结构自重,但钢材强度的提升同时会使屈强比变高并在一定程度上延性降低,不利于在建筑结构领域的应用。本次研究针对河钢集团最新研发的新型高性能抗震结构钢,进行了一系列单调拉伸试验,分析了不同板厚、不同厚度分层位置、不同取样方向上母材及对接焊缝的静力力学性能。结果表明,此种新型钢材在拥有较高强度的同时,能保持较低的屈强比,满足GB/T 19879—2015《建筑结构用钢板》规范的相关要求,能够运用于对钢材强度有特殊要求的建筑结构。45 mm钢板不同厚度位置的力学性能满足两侧表面至中间层材料强度逐渐降低、延性逐渐提高的分布规律。

高性能硅酮结构胶在超高层建筑幕墙中的应用

广州珠江新城西塔超高层幕墙工程采用拉伸粘结强度标准值大于0.6 N/m2的高性能硅酮结构胶。依据粘弹性基本原理,对隐框玻璃幕墙结构胶进行应变-时间和应变-应力分析,论述高性能结构胶的可行性、可靠性和耐久性。工程已竣工两年,目前工程情况良好,实践表明,高性能硅酮结构胶在高层建筑隐框玻璃幕墙工程的应用是可行的。

航空用新型高性能结构钢和不锈钢国外标准分析

论述了航空用新型高性能结构钢和不锈钢的设计要求和应用特点,分析了美、俄新型高性能结构钢和不锈钢标准的主要技术内容,提出了我国航空用新型高性能结构钢和不锈钢材料的纳标建议与编制方案。