Experimental and Numerical Studies on Sea Sand Concrete Filled Stainless Steel Tube with Inner FRP Tube Subjected to Axial Compression

Since fibre-reinforced polymer(FRP) and stainless steel(SS) offer advantages of corrosion resistance and hybrid confinement, this study proposed a new type of composite column: sea sand concrete(SSC)-filled SS tubular columns with an inner FRP tube(CFSTFs) to help exploit abundant ocean resources in marine engineering. To study compressive behaviours of these novel members, eight CFSTFs and two SSC-filled SS tubular columns(CFSTs)were tested under axial compression. Their axial load-displacement curves, axial load-strain curves in SS or FRP tubes were obtained, and influences of key test parameters(the existence of glass FRP(GFRP) tubes, steel tube shapes, and GFRP tube thicknesses and diameters) were discussed. Further, specimen failure mechanism was analyzed employing the finite element method using ABAQUS software. Test results confirmed the excellent ductility and load-bearing capacity of CFSTFs. The existence of GFRP tubes inside can postpone SS tube buckling, and the content of inner FRP tubes, particularly increasing diameters, was found to improve compressive behaviours. GFRP contents helped develop the second elastic-plastic stage of the load-displacement curves. Furthermore, the bearing capacity of CFSTFs with a circular cross-section was approximately 26% higher than that with a square cross-section, and this difference narrowed with the increase in GFRP ratios.

双不锈钢管约束海水海砂混凝土柱轴压试验及承载力计算模型

目的 研究双不锈钢管约束海水海砂混凝土柱(DSTSCC)试件的轴压性能、破坏形态和轴压承载力计算模型,为该类构件的轴压承载力计算提供试验和理论研究参考。方法 对24个DSTSCC试件进行轴压试验,分析外管壁厚、芯管壁厚和芯管直径等参数对其破坏形态、应力-应变曲线和承载力的影响规律。结果 双不锈钢管约束试件的破坏形态以腰鼓型破坏为主;由于不锈钢受拉本构无明显的屈服台阶,可以持续地约束核心混凝土,试件应力-应变曲线无明显的下降段,表现出较好的延性特征;随外管壁厚增大,轴压承载力可提高6%~25%;随芯管壁厚增大,轴压承载力可提高3%~20%;随芯管直径增大,轴压承载力呈现为先提高后降低的趋势。结论 基于试验破坏机理分析和理论分析,所建立DSTSCC试件的轴压承载力计算模型相较于既有承载力计算模型,具有更好的适用性。

深小孔电解加工阴极侧壁绝缘层制备及试验

航空发动机零部件中存在大量深小孔,不仅孔径小、深径比大,而且要求孔表面没有再铸层,这些特点给孔的加工带来了很多困难。电解加工是一种有效的加工方法,针对大深径比小孔电解加工所用的阴极侧壁绝缘层制备困难,且使用过程中容易损坏的问题,尝试了多种材料、多种方式的绝缘层制备方法,并对其在加工过程中的性能稳定性进行了试验研究,最终提出了一种基于弹性石英毛细管的新型多层复合绝缘层制备方法,并借助该方法制作管阴极,在不锈钢材料上成功加工出直径1.1 mm、深径比达181的深小孔。

微型多功能进样技术在AAS中的应用研究——不锈钢食具中微量铬的测定

利用微型多功能进样技术,通过在线吸入十二烷基硫酸钠(SLS)溶液,详细研究了SLS对空气-乙炔火焰原子吸收法测定铬的影响因素.通过在线吸入SLS可以提高铬的吸收灵敏度,1 μg/mL Cr的吸光度可达0.18～0.20, 并可抑制绝大部分离子的化学干扰.用本法测定不锈钢食具容器浸出液中的微量铬,获得了较为满意的结果.

不锈钢管板接头电子束钎焊

应用自主开发的基于虚拟仪器的电子束钎焊系统,成功实现了不锈钢毛细管板接头的电子束钎焊。研究了电子束束流、加热时间、聚焦电流和扫描幅值等电子束钎焊工艺参数对钎焊接头质量的影响规律。试验结果表明,随着电子束输入功率密度的增加,钎角高度和BNi-2钎料向毛细管壁的扩散深度都逐渐增大。在优化的电子束钎焊规范下,不锈钢管板接头钎透率100%,毛细管无溶蚀产生。通过电子探针显微分析仪研究了电子束钎焊接头中各相的化学组成,钎焊接头主要由硼化镍相、硼化镍和硅化镍相、硼化铬相以及镍的固溶体组成。

不锈钢毛细管的真空钎焊研究

对不锈钢毛细管结构的真空钎焊工艺进行了试验研究，确定了毛细管与管板（材质均为1Cr18Ni9Ti）钎焊时的温度（1050-1070℃）、保温时间（5～10min）等最佳钎焊工艺参数。观察分析了钎焊接头的微观组织，并对接头的致密性进行了检测。研究表明，通过应用上述最佳工艺参数能够得到内外部质量、密封性能和力学性能优良的接头。

新型金属管混凝土柱力学性能研究Ⅱ:轴压长柱稳定系数的研究

新型金属管混凝土长柱构件稳定性是必须要考虑的一个重要问题。根据高强钢的初始缺陷小于普通钢材,给出了高强钢管混凝土的稳定系数计算公式及常用高强钢管混凝土柱的稳定系数表。由于不锈钢应力-应变曲线没有明显的屈服点和屈服平台,及其弹性模量略小于普通钢材,给出了不锈钢管混凝土柱的稳定系数计算公式及常用的稳定系数表。根据铝合金结构设计规范中铝合金结构稳定系数的计算公式,考虑"统一性"原理,给出了铝合金管混凝土柱的稳定系数计算公式及常用的稳定系数表。并通过有限元模拟结果验证了3种金属管混凝土稳定系数计算公式的正确性。

矩形不锈钢管混凝土短柱轴压性能试验研究

为了研究矩形不锈钢管混凝土短柱轴压承载力性能,对7组不同截面尺寸的矩形不锈钢管混凝土短柱进行轴压试验,得到了不同试件的破坏模式、荷载-位移曲线、荷载-横向应变曲线、荷载-纵向应变曲线、荷载-长宽比曲线,分析了矩形截面长宽比对试件承载力的影响.研究结果表明:矩形不锈钢管混凝土短柱在轴向压力作用下,其典型破坏模式为试件局部向外屈曲破坏;在相同长宽比的情况下,壁厚由4 mm增加到6 mm时,试件承载力增加25%~57%;在相同壁厚的情况下,长宽比由1增加到2,试件承载力减小22%~30%;将本文试验数据与国内外普通碳钢钢管混凝土柱的相关规范和标准的计算结果进行对比分析,发现不锈钢管混凝土短柱轴压承载力较相同截面的普通碳钢钢管混凝土短柱承载力平均高出14%;通过数值拟合得到了轴压承载力计算公式,该计算公式能较好地预测矩形不锈钢管混凝土短柱轴压承载力.

不锈钢管中管钢管混凝土抗剪性能试验研究

冰荷载是严寒地区海洋平台的主控荷载,对海洋平台导管腿抗剪承载力要求较高。为研究影响不锈钢管中管钢管混凝土海洋平台导管腿抗剪承载力的因素,共制作了18根管中管钢管混凝土抗剪构件,研究外钢管材料、混凝土强度、空心率和剪跨比对管中管钢管混凝土抗剪承载力的影响。通过研究不同情况下构件破坏形态、承载能力、局部应变关系来分析试件内部变化情况发现:随着空心率的减小、混凝土强度的增加,构件抗剪强度均有所增大;剪跨比越大,其抗剪强度越小。结合试验情况,提出了管中管钢管混凝土抗剪承载力经验公式,并通过ABAQUS有限元建模软件进行分析验证,结果表明模拟与试验结果吻合良好。

圆不锈钢管混凝土短柱轴压承载力模型研究

不锈钢管混凝土结构因具有良好的耐腐蚀性能和承载力高等优点,在海洋平台、桥梁、地下工程中具有极佳的应用前景。为了研究圆不锈钢管混凝土柱轴压承载力,对不同径厚比的奥氏体型无缝圆不锈钢管混凝土短柱进行轴压试验,得到圆不锈钢管混凝土短柱在轴压下的破坏模式、荷载-轴向变形曲线、荷载-环向应变曲线、荷载-纵向应变曲线、承载力与不锈钢圆管约束系数的关系、试件的延性与不锈钢圆管约束系数的关系;同时,通过拟合得到的圆不锈钢管混凝土短柱轴压承载力计算公式,与国内外主要规范的计算结果进行对比分析;最后,由拟合公式推导得出了圆不锈钢管混凝土抗压承载力模型,并与Mander模型、Li模型、Xiao模型、Teng模型进行比较。研究结果表明:圆不锈钢管混凝土短柱在轴压作用下,其典型的破坏形式为向外局部屈曲破坏,不锈钢管对核心混凝土的约束作用、试件的延性和承载力随约束效应系数的增加而增大;相关规程中普通钢管混凝土承载力计算方法应用于圆不锈钢管混凝土短柱承载力计算时偏小,采用本文拟合公式的计算结果更接近试验值;同时,本文的圆不锈钢管混凝土承载力模型、Xiao模型和Teng模型与试验结果较接近,但采用本文模型计算结果标准差更小,得出的圆不锈钢管混凝土短柱承载力较Xiao模型和Teng模型稍微偏大。

换热管镀锡层发黑原因分析及解决措施

某批次换热管在镀锡后出现发黑故障,用扫描电镜分析故障部位后发现该处不锈钢毛细管存在裂纹。电镀过程中溶液从破损部位渗入毛细管,电镀后再渗出就会对镀层和基体造成腐蚀,从而引起发黑故障。对不锈钢毛细管进行通气筛查,剔除有破损的毛细管后,发黑故障不再出现。

方中空不锈钢管混凝土短柱轴压承载力性能

为促进方中空不锈钢管混凝土构件在土木工程中的应用,以不锈钢外管厚度和混凝土强度为变量的6组试件为研究对象,首先,进行轴压试验,得到了不同试件在轴压荷载作用下的破坏模式、荷载-位移曲线、荷载-应变曲线,并进一步分析了不锈钢方管宽厚比、核心混凝土强度以及不锈钢方管约束效应系数对方中空不锈钢管混凝土短柱极限承载力的影响;然后,初步讨论了倒角对强度和延性的影响,提出了避免内管先于外管屈曲的最小厚度计算方法;最后,基于试验结果以及已有文献数据,采用拟合方法推导了方中空不锈钢管混凝土短柱的抗压承载力计算式,并与已有文献的简化模型及国外主要规范的计算结果进行对比.研究结果表明:试件宽厚比由34.9降至20.9,极限承载力的提升率平均为98.5%,核心混凝土强度由C40提升至C60时,试件极限承载力的提升率平均为7.3%;短柱的轴压极限承载力随约束效应系数近似呈线性增加,约束效应系数ξ越大,短柱的承载力越高;本文得到的计算式可以较好地预测方中空不锈钢管混凝土短柱的轴压承载力.

不锈钢管混凝土短柱轴压承载力试验研究

对9根奥氏体型和9根双相型不锈钢管混凝土短柱进行轴压试验,测得了短柱在轴压作用下的极限荷载、纵向应变和环向应变等,重点考察了钢管壁厚和混凝土强度对短柱承载性能的影响,并参考普通钢管混凝土设计规程欧洲规程(Eurocode 4)、美国规程(ACI 318-99)、日本规程(AIJ-CFT),我国相关规程DBJ 13-51―2003、DL/T5085―1999和CECS 28:2012计算了不锈钢管混凝土短柱的承载力并进行对比分析。结果表明,不锈钢管混凝土轴压短柱在核心混凝土强度等级相同的情况下,构件承载力随钢管壁厚的增加而增大,混凝土强度对其有影响。6种规程在计算不锈钢管混凝土短柱承载力时偏于安全,其中CECS 28:2012更接近试验结果,该文成果对不锈钢管混凝土短柱承载力的设计有一定的参考意义。

方形截面不锈钢管混凝土短柱轴压性能有限元研究

不锈钢管混凝土(CFSST)结构在工程的应用愈发广泛,但目前对其轴压性能的研究较少。该文利用ABAQUS创建方形不锈钢管混凝土短柱(CFSSST)模型,并利用收集到试验结果对其进行验证。采用已被验证的模型进行参数分析,研究截面宽厚比和混凝土强度对其轴心受压性能的影响,并将参数分析轴压承载力结果与GB 50936—2014《钢管混凝土结构技术规范》、欧洲规范EN 1994-1-1和美国钢结构规范AISC 360-16中钢管混凝土(CFST)短柱轴压承载力的计算值进行对比,结果表明:规范的计算值偏于保守。最后,基于GB 50936—2014《钢管混凝土结构技术规范》提出适用于CFSSST短柱轴压承载力的计算公式,收集到的试验结果与计算值吻合良好。

转炉底吹供气元件定向多微管材料的研究

转炉底吹供气元件中广泛使用的定向多微管材料要具备良好耐高温性和抗氧化性。通过对不同材质不锈钢材料试验对比,分析了影响其性能的因素,选定了较为合适的定向多微管材料。

ABS装置在线气相色谱仪的应用及改进

介绍了中国石油吉林石化公司合成树脂厂合成装置在线色谱仪的技术改造,新增样品中乙苯组分的分析,使原有色谱分析仪能够满足工艺新的技术要求与操作。

新型金属管混凝土短柱轴压性能试验研究

为研究铝合金、不锈钢新型金属管及其混凝土短柱的力学性能,对4种材料不同的短柱试件进行轴压试验,总结并分析了新型金属管及其混凝土短柱的破坏过程和受力特征。试验结果表明,新型金属管具有较高的承载力和良好的延性,而且不锈钢管混凝土短柱有较高的承载力以及较好的塑性性能。利用有限元软件ABAQUS对新型金属管混凝土短柱进行有限元模拟分析,有限元模拟分析与试验得到的试件承载力、延性曲线结果吻合较好,验证了有限元模拟分析的准确性。

内嵌十字型钢的方形劲性不锈钢管混凝土柱耐火性能

通过在不锈钢管混凝土柱中内嵌型钢组成劲性不锈钢管混凝土柱,在降低不锈钢用量的同时使柱体具有更优的延性和耐火性能。采用有限元模拟的方法对内嵌十字型钢的方形劲性不锈钢管混凝土柱的耐火性能开展研究。首先建立火灾下方形劲性不锈钢管混凝土柱耐火性能分析的有限元模型,并采用相关试验的温度场及耐火性能数据对其进行充分验证;基于验证的有限元模型,对不同荷载比作用下一典型劲性不锈钢管混凝土柱的温度历史、轴向位移-时间关系、典型破坏模态和截面内力重分布等开展分析,明确其火灾下的工作机理;同时与等含钢率的不锈钢管混凝土柱开展对比分析。结果表明:内嵌型钢有助于提高高温下柱体的轴向、侧向刚度,劲性不锈钢管混凝土柱的破坏模态表现为轴向压缩破坏;在低火灾荷载比下,由于型钢分担部分从不锈钢转移的荷载,允许不锈钢发生更高的温度材性劣化,进而提高了柱体的耐火性能,火灾荷载比越小,该提升效果越显著。

火焰光度检测器峰拖尾故障分析

气相色谱图突然出现峰宽增加的拖尾现象,对FPD质量型检测器而言,注样器的内衬管中玻璃棉液态沉积物是故障的主要原因,并具有一定的代表性。笔者从色谱理论上对此类故障的产生原因、谱图形成的过程进行了解释和分析。

圆形不锈钢复合钢管混凝土短柱轴压性能试验研究

为了研究圆形不锈钢复合钢管混凝土短柱轴压承载力性能,对12个不同截面尺寸的圆形不锈钢复合钢管混凝土短柱进行了轴压试验,得到不同试件在轴压下的破坏模式、荷载-变形曲线、荷载-横向应变曲线、荷载-纵向应变曲线等进行对照。进一步分析了截面复合比、混凝土强度对试件承载力的影响。同时,基于试验数据,通过拟合得到的不锈钢复合钢管混凝土短柱轴压承载力计算公式,并与国内外的相关规范的计算结果进行对比。结果表明,圆形不锈钢复合钢管混凝土短柱在轴向荷载下,其破坏形式均为延性破坏、破坏形态为腰鼓型破坏、外钢管局部屈曲;双金属钢管的应变发展基本一致,具有良好的协同作用;试件的承载力随复合比或者混凝土强度的增加而增大;相关规范中承载力计算方法应用于圆形不锈钢复合钢管混凝土短柱承载力计算时偏于保守,得到的计算方法能较好地预测圆形不锈钢复合钢管混凝土短柱轴压承载力。