火灾全过程下10.9级高强螺栓断裂性能试验研究

火灾下钢梁悬链线效应产生的附加作用力易造成梁柱节点断裂破坏,掌握高强螺栓的高温力学性能和断裂性能是研究钢节点高温断裂破坏机理的基础。考虑应力三轴度和温升历程的影响,设计10.9级高强螺栓平滑圆棒和缺口圆棒试件,分别进行火灾升温段、升温-降温段和火灾后螺栓拉伸断裂试验,获得高强螺栓火灾全过程下工程和真实应力-塑性应变曲线;研究高强螺栓在复杂应力和高温共同作用下的断裂性能,并通过电镜扫描试件断口,研究其微观断裂机理。研究表明:火灾全过程下高强螺栓呈现韧性断裂特征;温度高于400℃时,EC3结果偏不安全,弹性模量折减系数偏大约0.15,屈服强度偏大0.3~0.4;不同温度工况下,应力三轴度越大,高温屈服强度和极限强度越大,断裂应变越小,但超过600℃时应力三轴度影响被削弱;断裂应变随温度升高而增大,降温段螺栓材性与峰值温度有关,直接采用升温段材性代替会造成不安全结果,弹性模量差异可达常温值的15%,屈服强度相差达20%;升温段材性直接代替火灾后材性则会造成材料浪费,强度折减系数差异达0.36。

不同螺栓等级下共享铁塔挂载连接件承载性能研究

为研究螺栓等级对挂载连接件承载性能的影响,选取了4.8级普通螺栓(KL-4.8)与8.8级摩擦型高强螺栓(KL-8.8)连接的挂载连接件进行静力试验研究。采用ABAQUS有限元分析软件对其受力性能进行模拟,使用可靠的数值模型系统分析螺栓等级和螺栓直径对连接件承载性能的影响。结果表明:在水平荷载作用下,两种不同螺栓等级连接的挂载连接件节点处均未出现滑移;两种连接件的破坏模式基本一致,左右两侧方钢管底部及右侧方钢管顶部均出现断裂;KL-8.8的整体刚度、极限承载能力以及变形能力均高于KL-4.8;当采用4.8级普通螺栓连接且承载力低于74.13 kN时,螺栓直径不宜小于18 mm,否则螺栓杆会发生剪切变形;当采用8.8级和10.9级高强螺栓连接时,双板件连接处节点偏于刚性连接,挂载连接件的整体刚度和极限荷载主要取决于方刚管、挂载铁杆等其他部件;挂载连接件在承载过程中通过双板件与主材之间的摩擦力和螺栓抗剪来抵抗外载,实际工程中应根据挂载重量合理选择螺栓参数。

金属八角垫泄漏率与螺栓预紧力的关系研究

为了探究金属八角垫密封系统泄漏率与螺栓预紧力的关系,研究了平行圆盘模型和Roth模型,分析了部分金属材料密封性能系数与布氏硬度的关系,以及密封面比压力与泄漏率、螺栓预紧力的关系,得到了八角垫密封系统泄漏率与螺栓预紧力之间的函数关系式。利用该关系式,可以预测金属八角垫密封系统达到相应密封度等级需要多大的螺栓预紧力。并且进行了仿真模拟计算,在一定程度上验证了理论计算公式的准确性。

10.9级螺栓早期疲劳断裂失效分析

某10.9级螺栓经淬火、回火处理后装配到汽车座椅上,经历颠簸疲劳试验2万次后发生断裂。从化学成分、断口形貌、硬度、显微组织方面,对螺栓断裂的原因进行了分析。结果表明:螺纹牙底过渡部位粗糙不平且有缺口,易造成应力集中产生裂纹;螺纹表层产生脱碳,增加了开裂倾向;在疲劳试验中,由于交变应力的作用形成微裂纹,造成螺栓早期疲劳断裂。

10.9级高强螺栓头部断裂原因分析

通过宏观检验、化学成分分析、力学性能试验、金相检验及能谱分析等方法对10.9级高强螺栓断裂原因进行了分析。结果表明:在螺栓镦头成型工序中,头部R角部位产生折叠微裂纹,形成了早期裂纹源;在服役过程中,螺栓长期受交变工作应力作用,使得微裂纹进一步扩展,最终导致高周疲劳断裂。最后提出了相应的预防措施。

基于DEFORM的10.9级短尾拉铆钉有限元分析

论文以高强度短尾拉铆钉为对象,借助于弹塑性理论研究拉铆钉在铆接和拉脱过程中的力学性能,将10.9级与8.8级短尾拉铆钉进行对比分析,对10.9级短尾拉铆钉进行力学性能试验。通过有限分析和试验研究,大大缩短了研发周期,节约了研制成本,为批量装车提供了理论和试验支撑。

12.9级高强度螺栓连接外伸端板节点抗震性能数值分析

对12.9级高强度螺栓连接的外伸端板节点抗震性能开展数值研究.利用ABAQUS验证有限元模型正确的基础上,分析外伸端板节点的螺栓直径、端板厚度及螺栓预紧力对该节点的破坏模式和抗震性能的影响.结果表明:改变螺栓直径系列试件,滞回曲线比较饱满,节点的耗能能力比较好,试件的破坏方式为端板屈曲,梁端形成塑性铰,螺栓破坏;端板厚度系列试件的单向加载曲线初期几乎相同,节点初始转动刚度相同,但是随着端板厚度的增加,节点的承载能力明显提高,端板厚度增大后,节点的破坏形式有转变到梁翼缘的趋势;螺栓预紧力改变,对节点的滞回曲线有一定影响,但对节点的初始转动刚度、屈服荷载、极限荷载和破坏形式等基本无影响.

耐候高强度螺栓钢耐典型工业大气环境腐蚀性能研究

为了研究耐候高强度螺栓钢在典型工业大气环境下的腐蚀行为,从自制的10.9级耐候螺栓中取样,与35VB螺栓对比,进行周期为24,48,96,168,216 h的模拟典型工业大气环境周期浸润加速腐蚀试验,采用腐蚀失重、XRD、SEM、电化学测试等分析试验方法,研究耐候高强度螺栓钢在模拟工业大气环境下的腐蚀行为。结果表明:10.9级耐候螺栓钢和35VB螺栓钢的腐蚀失重量均随腐蚀周期的延长而增加,10.9级耐候螺栓钢的失重量明显低于35VB螺栓钢;随腐蚀周期的延长,10.9级耐候螺栓钢和35VB螺栓钢的腐蚀产物的衍射峰强度均增大,并且在相同腐蚀周期下,10.9级耐候螺栓钢中α-FeOOH相的衍射峰较强;在相同周期下,10.9级耐候螺栓钢与35VB螺栓钢相比,自腐蚀电位较正、自腐蚀电流密度较小,且容抗弧较大,说明加入了Cu、Cr、Ni合金元素的10.9级耐候螺栓钢在典型工业大气环境中具有较为优异的耐蚀性。

横向预应力混凝土梁预应力损失试验研究

通过横向预应力混凝土梁预应力损失的试验研究,考察了采用10.9级高强螺栓作为横向预应力筋时各项预应力损失的大小。得到以下主要结论:(1)管道摩擦预应力损失量占张拉控制应力的3%~5%;张拉端钢垫板变形、高强螺杆回缩和接缝压缩引起的预应力损失量占张拉控制应力的1%~3%;混凝土弹性压缩引起的预应力损失量占张拉控制应力的1%~3%;长期预应力损失占张拉控制应力的12%左右;(2)有限元分析结果表明每根高强螺栓张拉的影响范围大致为900mm;(3)提出了各项预应力损失的计算公式。

斜螺栓等级对盾构隧道接头受力和变形的影响

盾构隧道管片接头的性能对衬砌环的受力和变形有很大影响,尤其在软土地区,接头变形过大会造成渗水和漏泥等危害。以盾构隧道复合管片斜螺栓接头为研究对象,基于实际隧道工程,利用ABAQUS建立了复合管片及斜螺栓的三维实体模型,对管片环向斜螺栓接头在荷载作用下的受力及变形规律进行研究,分析不同等级普通螺栓和高强螺栓对接头错台量和张开量以及斜螺栓应力应变的影响。分析结果表明:斜螺栓接头承受正弯矩的能力优于负弯矩;采用高强螺栓能够有效的减小接头张开量,增大接头刚度,从而减小渗漏现象;弯矩较大时,螺栓等级越高,高强螺栓对错台量的控制越好;同样荷载条件下,高强螺栓应力大于普通螺栓,但应变较小,等级越高应变越小。

凝固时间和水泥标号对反射波法检测锚杆质量的影响

对反射波法检测砂浆锚杆的物理模型进行理论分析,得到了含阻尼系数的波动方程的解,并采用不同的水泥标号和凝固时间对阻尼的影响进行模拟试验.结果表明,在反射波法对锚杆质量检测的影响因素中,砂浆凝固强度对反射波的传播起主导作用,水泥标号的影响次之.

ML40Cr合金冷镦钢盘条工艺控制与质量分析

ML40Cr热轧盘条在用户使用过程中存在表面硬度高，模具损耗严重，冷镦开裂等问题。ML40Cr热轧盘条工艺控制：LF精炼时间高于40min，白渣保持时间不低于15min；连铸过程中，过热度控制在30℃以下，拉速稳定在2．4—2．5m／min；轧制及冷却过程中，加热温度990—1030℃，开轧温度950—980℃，减定径温度860—880℃，吐丝温度820～860℃，辊道速度8～14m／min。分析ML40Cr合金冷镦钢盘条化学成分、非金属夹杂物、表面质量、组织结构和力学性能，严格控制夹杂物的形态、大小，避免表面结疤和线形缺陷的产生，保证金相组织为F＋P，无异常组织存在。

考虑混凝土粘结效应的盲眼螺栓抗拉性能研究

为了研究混凝土的粘结效应对盲眼螺栓抗拉性能的影响,采用抗拉装置,对预埋于钢管混凝土的盲眼螺栓进行了抗拉试验.首先得到各种工况下试件的破坏模式和荷载-位移关系曲线;其次对各种工况下试件的破坏模式和荷载-位移关系曲线进行比较分析,得到有无混凝土以及不同混凝土强度等级对盲眼螺栓初始刚度、强度和延性的影响;最后分析考虑混凝土粘结效应后盲眼螺栓的抗拉受力机理,并提出了改良盲眼螺栓的合理措施.研究结果表明:混凝土的粘结效应改变了盲眼螺栓的抗拉传力机理,使其整体受力从套管转移到中心螺杆,从而使其破坏模式由套管提前破坏失效转化成中心螺杆强度破坏;混凝土强度等级对盲眼螺栓刚度有显著影响,混凝土强度从C30提高至C50时,其初始刚度由15.1%提高至35.7%,其屈服后刚度也分别提高了1.27和1.64倍;盲眼螺栓的抗拉屈服强度和延性主要由套管的性质决定,抗拉极限强度则取决于中心螺杆的承载力,混凝土的强度等级对其无影响.

8.8级拼接锚栓单向拉伸试验

为了研究采用钢螺纹套筒连接2个8.8级螺栓所组成的拼接锚栓的拉伸性能,对12组36个8.8级拼接锚栓试件进行拉伸试验,以确定不同直径的螺栓和钢螺纹套筒的连接长度,进而确定不同直径锚栓钢螺纹套筒的下料长度;为了确定套筒连接的影响,对4组12个8.8级螺栓进行拉伸试验,并与拼接锚栓试件试验结果进行对比分析。结果表明:当螺杆直径d为16 mm,两螺杆与钢螺纹套筒的连接长度均为0.75 d(螺杆拧入套筒7丝扣)时,试件的破坏均为螺杆从钢螺纹套筒中拔出,其余拼接锚栓试件破坏均为套筒外螺杆被拉断;在相同连接长度下,不同直径不同螺距试件的螺杆螺纹平均挤压应力、平均剪切应力、平均弯曲应力大小相差很小,说明在螺杆与钢螺纹套筒连接长度范围内,3种应力的大小只与直径倍数的连接长度有关;同一直径螺杆单边连接长度越小,拼接锚栓拉伸变形能力越好,拼接锚栓的延性越好,建议螺杆与套筒单边连接长度为螺杆直径的1倍(16,20,24 mm直径的螺杆拧入套筒9丝扣,27 mm直径的螺杆拧入套筒10丝扣),这样既能保证不发生螺杆从套筒中拔出的现象,也能使锚栓有较好的延性;螺杆试件抗拉强度比拼接锚栓试件略高,但相对于螺杆刚度,拼接锚栓试件刚度略有退化。

M6.8级普通螺栓应力集中有限元分析

针对避雷针结构中法兰连接节点常用的M6.8级5种直径的普通螺栓,采用有限元软件Abaqus对其进行数值模拟。数值模拟结果表明:5种规格螺栓具有相似的应力分布规律,即在螺纹截面边缘处应力最大;5种规格螺栓的理论应力集中系数K_t=4.61~5.72,疲劳缺口系数K_f=3.18~3.62,且均随着螺栓直径的增加而递减。

12.9级高强度螺栓连接外伸端板节点滞回性能研究

通过对3个12.9级高强度螺栓连接端板节点和1个10.9级高强度螺栓连接端板节点的拟静力试验,对节点的破坏模式、滞回性能、承载能力和耗能能力等滞回性能进行了对比分析。结果表明:12.9级高强度螺栓连接端板节点试件破坏时倾向于螺纹处发生脆性断裂,无明显塑性变形,而10.9级高强度螺栓连接端板节点试件在破坏时表现为受拉区螺栓脱扣;12.9级螺栓可以有效地延缓端板节点刚度的退化,同时提高节点的承载能力;使用12.9级高强度螺栓替代10.9级高强度螺栓能够提高节点的耗能能力,设置端板加劲肋能够提高节点在发生较大塑性变形时的耗能能力。通过有限元计算进一步研究了轴压比、端板厚度和螺栓预紧力等参数对12.9级高强度螺栓端板节点在往复荷载作用下受力性能的影响,分析表明:端板厚度为20 mm时,12.9级和10.9级高强度螺栓连接端板节点的滞回曲线接近,抗震性能相当,而端板厚度为24 mm的12.9级高强度螺栓连接端板节点的抗震性能有明显提高。

一种分级让压内注式树脂锚杆的结构与工作原理

本文针对现有巷道支护锚杆存在的问题提出了新的一种分级让压内注式树脂锚杆,并对该种分级让压内注式树脂锚杆进行了结构和工作原理的分析。

Rab23基因在胶质瘤中的表达分析

目的研究Rab23基因在胶质瘤组织中的表达,探讨Rab23基因与胶质瘤临床病理学特征间的关系。方法采用实时荧光定量PCR和Western blot法检测78例不同级别脑胶质瘤病人的肿瘤组织以及30例正常成人脑组织中的Rab23蛋白和mRNA表达情况。分析Rab23基因表达与胶质瘤病人临床参数(包括年龄、性别、肿瘤大小、部位、术前KPS评分、病理级别)的关系。采用Kaplan-Meier统计方法分析Rab23 mRNA的表达及临床参数与胶质瘤病人总生存期的关系。进一步对病理分级及KPS评分进行多因素分析。结果胶质瘤组织中Rab23 mRNA中的平均表达量为0.532±0.028,正常脑组织的平均表达量0.199±0.039,差异有统计学意义(P<0.05);低级别组与高级别组Rab23 mRNA表达差异有统计学意义(P<0.01)。Western blot检测显示:Rab23蛋白在胶质瘤中的表达明显增高;正常脑组织Rab23蛋白分别与低级别组、高级别组比较,差异均有显著性(P<0.01),低级别组Rab23蛋白与高级别组比较,差异有显著性(P<0.01)。Rab23 mRNA表达水平与病人的年龄、性别、肿瘤大小、部位、术前KPS评分等不相关。Rab23高表达的病人其生存时间显著短于低表达组(P=0.0042)。结论 Rab23 mRNA及蛋白在脑胶质瘤组织中高表达,且其表达水平与病理分级相关。Rab23可作为判定胶质瘤恶性程度及进程的参考指标。

锅炉钢结构节点设计中高强度螺栓连接副的应用

介绍了锅炉钢结构中常用的几种高强度螺栓,并详细叙述了在锅炉钢结构节点设计中的受力计算,长度选择,螺栓保存和现场安装及其施拧机具等内容。

平均应力对6.8级螺栓材料的高周疲劳行为的影响

研究了6.8级螺栓材料在不同恒定平均应力下的高周疲劳行为。结果表明:当外加恒定平均应力为76、229和380 MPa时,6.8级螺栓材料的疲劳强度分别为317、284和265 MPa;疲劳强度随外加恒定平均应力的增大而降低。绝大部分样品的疲劳裂纹萌生于样品表面,在长寿命区内,有少部分样品的疲劳裂纹从样品内部的夹杂物处萌生。