头部支撑面角对连杆螺栓与大头盖接触应力的影响

国标六角法兰面螺栓对螺栓支撑面角度范围提出设计指导,但没有具体指出最佳角度,且其对螺栓预紧力及支撑面应力的影响尚无明确结论。通过建立发动机连杆螺栓的精细拧紧有限元仿真模型,并利用Yamamoto解析法验证了连杆螺栓有限元模型的准确性。研究了螺栓头部支撑面角对拧紧载荷下连杆螺栓预紧力和应力分布的影响,同时通过计算疲劳安全系数对螺栓头部支撑面的结构可靠性进行综合评估。结果表明:螺栓头部支撑面角取0.5°为最佳;提出了带有U型沉割槽的连杆螺栓结构模型,优化后的螺栓结构在螺栓头部与螺杆结合处的平均应力下降16.2%,平均疲劳安全系数提高19.6%。

基于改进YOLOv5s的输电线路螺栓缺销检测方法

针对无人机输电线路巡检图像中螺栓缺销检测精度较低、漏检较多的问题,提出了一种基于改进YOLOv5s的输电线路螺栓缺销检测方法。在Backbone部分嵌入Coordinate Attention注意力模块;在Neck部分原有的“FPN+PAN”结构的基础上,新增一条“自顶向下”的特征信息传递路径,跨越临近的同尺度特征层,与较浅层网络以加权融合的方式进行特征融合;将Head部分设置为解耦检测头,将对螺栓检测的分类任务与定位任务分开进行。改进后的YOLOv5s算法增强了对螺栓特征信息的学习能力。使用本方法在螺栓缺销数据集上实验,精确率提升了2.3%,召回率提升了3.4%,平均精度提升了3.1%,检测速度达到了41.1帧/秒,表明改进后的方法能提升输电线路螺栓缺销的检测能力,在智能巡检中具有一定的应用价值。

水泵水轮机顶盖螺栓强度特性研究

顶盖连接螺栓是水泵水轮机最重要的螺栓连接之一,若是发生疲劳断裂可能会导致水淹厂房的严重事故。本文以某水泵水轮机双法兰顶盖-顶盖螺栓-座环多体系统为研究对象,基于流固耦合算法将转轮上冠间隙腔内压力映射到顶盖过流面上,定量分析了顶盖轴向水推力和预紧力对联接螺栓强度特性的影响。发现由于双法兰刚度不均导致螺柱承受较大的弯曲应力;顶盖圆周方向刚度不均导致96个螺柱承受的总拉力、工作载荷、螺柱的夹紧力和相对刚度沿圆周方向周期性变化,且其变化幅度较大。随着顶盖轴向水推力的增大,各个螺柱的相对刚度基本不变;随着预紧力的增加,各个螺柱的相对刚度减小,且预紧力越大,相对刚度减小的幅度越慢。研究成果可为蓄能机组顶盖螺栓的设计提供参考。

沉头螺接复合材料接头失效预测强度包线法

多钉连接复合材料接头设计分析中,常用强度包线来预测其强度与失效模式。目前所使用的强度包线法只适用于凸头螺接结构,无法应用于沉头螺接结构。该文建立了带衬套沉头螺接复合材料接头有限元模型,对3钉连接结构进行了拉伸性能分析,并通过试验结果验证了模型的有效性,然后用该模型对衬套的作用进行了研究。在此基础上,提出了适用于沉头螺栓复合材料连接结构强度和失效模式预测的强度包线法。结果表明:使用衬套比仅采用螺杆过盈装配能够明显减慢孔边损伤扩展速率,避免接头各钉载的比例在拉伸过程中剧烈变化;引入衬套能提高接头的承载能力和刚度,其2%偏移载荷、极限载荷和刚度比不带衬套接头分别提高了14.08%、5.21%和6.04%。通过计算少量单钉螺接接头的损伤情况,便可以绘制出相应参数多钉连接结构的新型强度包线。利用新型强度包线,能准确预测沉头和凸头螺接接头的强度和失效模式。

氢含量对TC21钛合金六角头螺栓冷镦成形及其显微组织和显微维氏硬度的影响

利用材料试验机对不同氢含量置氢TC21钛合金六角头螺栓进行了冷镦成形,利用金相显微镜和显微维氏硬度计等研究了冷镦六角头螺栓的显微组织和显微维氏硬度。研究发现,当氢含量为0.79wt.%时,仅在六角头螺栓头部的外表面产生裂纹。随着氢含量从0.79wt.%增加至0.91wt.%,六角头螺栓在冷镦成形过程中出现的裂纹逐渐增多。当氢含量为0.79wt.%、0.82wt.%和0.91wt.%时,不同氢含量置氢TC21钛合金冷镦六角头螺栓的显微组织形貌相似。β相的含量较高,α相的含量较少。随着氢含量的增加,β晶界逐渐变得模糊甚至消失,位错数量逐渐减少。随着氢含量的增加,TC21钛合金冷镦六角头螺栓各区的显微维氏硬度均呈逐渐增加的趋势。当氢含量相同时,TC21钛合金冷镦六角头螺栓4个区的显微维氏硬度变化规律相似。

塔式起重机用高强度螺栓断裂原因

某塔式起重机用35CrMoA钢高强度螺栓在服役过程中发生断裂现象,采用螺栓头下圆角半径测量、化学成分分析、力学性能测试、低倍检验、断口分析、金相检验等方法研究了螺栓断裂的原因。结果表明:螺栓在服役过程中发生松动后未及时将其拧紧,在螺栓局部产生应力集中并形成疲劳源,导致螺栓疲劳断裂。

六角头螺栓断裂原因

在安装与紧固某六角头螺栓时,螺栓头下圆角处发生断裂。采用宏观观察、化学成分分析、低倍检验、金相检验、力学性能测试、扫描电镜和能谱分析等方法对六角头螺栓的断裂原因进行分析。结果表明:六角头螺栓出厂前,其头部存在缺陷,导致螺栓淬火时发生应力集中并产生淬火裂纹,在已经存在裂纹的情况下,螺栓在安装时受到外加应力的作用,使淬火裂纹扩展,导致六角头螺栓断裂。

高压喷射扩大头锚杆在地下室抗浮设计中的应用

文中依托工程实例,对高压喷射扩大头锚杆的施工技术进行分析,通过现场试验检测锚杆的施工质量,并与普通的锚杆技术进行经济性对比。结果表明,锚杆的位移与加载呈正相关,锚杆的荷载-位移曲线离散性较小,且测试过程中锚杆未被破坏,抗浮锚杆具有良好的施工效果。

抽水蓄能电站甩负荷工况顶盖座环连接螺栓强度计算方法探讨

抽水蓄能电站机组启动频繁、运行工况复杂,国内外出现过多次顶盖座环连接螺栓断裂失效,发生水淹厂房的事故,影响了人员和财产安全。甩负荷工况为顶盖螺栓计算中的控制性工况之一,该工况下顶盖荷载的准确计算直接关系到螺栓强度计算的结果。本文通过某抽水蓄能电站顶盖和座环连接螺栓强度复核计算的实例,对计算方法等进行了探讨,提出了以现场实测数据为基础,进行CFD(计算流体力学)计算,并进行相应修正的方法。该方法兼顾了计算的时长和准确性,具备一定的工程实用性,可供行业参考。

抽水蓄能电站螺栓应力监测方法

螺栓承受轴向载荷时,伸长量和应力变化规律遵循广义胡克定律。现有的监测方法都是通过伸长量的变化监测螺栓的应力水平,进而评价螺栓的安全状况。随着微变形测试方法的发展,利用声学、光学、电学等监测手段均广泛应用于抽水蓄能电站螺栓的应力水平监测。本文简述了目前应用最为广泛的几种监测应力方法的原理和应用特点。

水轮机顶盖螺栓疲劳裂纹的超声监测技术

水轮机顶盖螺栓是水轮机的重要部件,其可靠性对水电站运行安全至关重要。超声检测被广泛应用于螺栓疲劳裂纹的检查。但常规的计划检修无法杜绝螺栓的疲劳破坏,为了有效监测运行状态下的顶盖螺栓裂纹和损伤情况,本文提出了一种螺栓状态检修方案,通过螺栓超声监测传感器的开发及对反射信号的数字处理与分析,实现了水轮机顶盖螺栓疲劳裂纹的原位监测,为水电站的长期运行提供了安全保障。

一种轴端挡板用螺栓断裂原因的分析

针对某工程中出现的轴端挡板用螺栓断裂的现象,从关节润滑脂不足、螺栓松动等5个方面进行论述,分析了轴端挡板的螺栓受力情况,得出螺栓断裂的真正原因,对轴端挡板进行了改进,并进行了优化设计。

304不锈钢扁圆头方颈螺栓断裂原因

某304不锈钢扁圆头方颈螺栓在第二次紧固过程中发生断裂现象。采用宏观观察、化学成分分析、断口分析、金相检验、金属流线检测、着色渗透检测和力学性能测试等方法对螺栓断裂原因进行分析。结果表明:螺栓试样的显微组织、非金属夹杂物、金属流线和内部裂纹检查结果均无异常,化学成分分析、抗拉强度测试结果均符合相应标准要求;断口微观形貌呈明显的解理断裂特征,螺栓断裂性质为脆性过载断裂,断裂原因为头部断裂起始区存在应力集中。

含硼冷镦钢10B33冷镦开裂原因分析

含硼冷镦钢10B33冷镦锻打带法兰面六角螺栓时出现法兰面开裂。对冷镦开裂不同形貌的螺栓、未开裂螺栓、拉拔精丝及母材盘条分别进行检验。结果表明:法兰面圆周上存在多处碎裂,较大裂口呈现斜向45°开裂形貌的冷镦螺栓是由于球化退火工艺不良,法兰界面存在较多未完全球化的珠光体团,球状珠光体弥散不完全,材料塑性不足引起的切应力开裂;法兰圆周单一竖直开裂形貌的冷镦螺栓,由于铸坯近角部存在卷渣缺陷,轧制成盘条后缺陷无法消除,带有缺陷盘条拉拔制成的精丝冷镦时卷渣缺陷扩展造成开裂。

未置氢及置氢TC21钛合金六角头螺栓冷镦成形及其成形后的显微组织与显微维氏硬度

目的解决TC21钛合金六角头螺栓冷镦成形困难的难题。方法利用置氢处理改善TC21钛合金的冷镦成形性能,利用电子万能材料试验机对未置氢和置氢TC21钛合金六角头螺栓进行冷镦成形,利用金相显微镜、X射线衍射仪、透射电子显微镜和显微维氏硬度计等设备对未置氢和置氢TC21钛合金冷镦六角头螺栓的显微组织和显微维氏硬度进行分析。结果在冷镦成形过程中,置氢TC21钛合金六角头螺栓未出现缺陷,而未置氢TC21钛合金六角头螺栓则出现了裂纹。未置氢和置氢TC21钛合金冷镦六角头螺栓的头部均呈现出“一字双岔状变形带”,在未置氢TC21钛合金冷镦六角头螺栓头部变形带的分岔处出现了裂纹。与未置氢TC21钛合金冷镦六角头螺栓相比,置氢TC21钛合金冷镦六角头螺栓的显微组织发生了显著变化。在置氢TC21钛合金冷镦六角头螺栓中,α相和β相的光学对比度与未置氢合金的相反,α相含量减少,β相含量增加,β相成为合金的主要相,并发现了较多的位错。置氢TC21钛合金冷镦六角头螺栓各区的显微维氏硬度均低于未置氢TC21钛合金冷镦六角头螺栓各区的显微维氏硬度。结论置氢处理有利于TC21钛合金六角头螺栓的冷镦成形。

聚合物基复合材料凸头螺栓连接研究进展

机械连接是聚合物基复合材料最典型的连接方式,因其在连接工艺性和可靠性方面的优势,使其在航空航天制造领域得到了广泛应用。对凸头螺栓连接聚合物基复合材料接头的研究进展进行综述。回顾了复合材料接头的机械连接形式,讨论了在拉伸加载下的失效过程,详细论述了复合材料接头的损伤模式;重点讨论了复合材料接头力学性能影响因素的研究进展,包括复合材料性能(纤维类型、增强体结构形式、纤维与金属混杂层板、铺层角度及比例、固化工艺、初始材料缺陷)、紧固件性能(紧固件刚度、钉头型式、螺栓直径、螺纹密封、间隙配合、干涉配合、紧固件缺失)、连接板性能、侧向约束(拧紧力矩、预紧面积、补偿垫片、接触面摩擦因素)、几何效应(复合材料板尺寸、板厚与孔直径比、层合板宽度与孔直径比、孔端距与孔直径比、螺孔形状、螺孔质量、螺孔位置误差)、载荷(静载荷、动态载荷、疲劳载荷、蠕变、松弛、温湿载荷)等;对聚合物基复合材料凸头螺栓连接的未来研究方向进行了展望。

缸盖螺栓连接副结构对柴油机铝合金缸体缸孔变形的影响

通过建立缸盖-缸垫-缸体耦合模型,采用数值仿真方法,研究了柴油机铸铁缸体和铝合金缸体在施加相同缸盖螺栓预紧力时,改变螺栓孔设计参数对缸孔关键截面失圆变形和平均圆度、圆柱度、同轴度和漏光率4个评价指标的影响。研究发现,铸铁缸体和铝合金缸体的关键截面在傅里叶变换下变形趋势基本一致,除了漏光率基本不变外,平均圆度、圆柱度、同轴度分别增大了54.40%、38.39%、27.08%;对于铝合金缸体,减小沉孔和螺栓孔比值能减小各截面的综合变形,同时平均圆度、圆柱度、同轴度也会减小,但处于螺纹主要受力段以下的截面在傅里叶四阶变形的极值相位角一致性变差;保持沉孔深度不变,适当增加螺纹旋合长度方案下缸体缸孔平均圆度、圆柱度、同轴度下降速率最明显;保持螺纹不变,减小沉孔深度方案下缸体缸孔平均圆度、圆柱度、同轴度的值最小,相较于原始缸体分别下降了32.74%、31.24%、39.34%。

某抽水蓄能电站顶盖联结安全性复核

通过对某抽水蓄能电站提升预紧力后的顶盖螺纹联结结构的强度复核,现有顶盖螺栓的预紧安全系数、夹紧力安全系数和螺栓材料安全系数均能满足要求,螺母的强度不能满足预紧要求。本着同螺栓有较好匹配原则,重新选用的螺母强度符合按照ASME分析设计原则校核的强度要求。由于现有顶盖的强度偏低,需在顶盖和螺母之间增加一个20mm厚的垫圈。座环内螺纹的强度也满足要求。提升预紧力需要更换螺栓和螺母,该电站机组已经安全运行一个大修周期,进一步提升预紧力的必要性值得探讨。

大型抽水蓄能机组顶盖螺栓裂纹原位在线检测技术研究

水轮机顶盖螺栓是连接水轮机顶盖与座环的重要连接件,其安全状态对水电站安全运行至关重要。超声波在金属内部具有透射深度大、反射率高的特点,可用于检测螺栓内部疲劳裂纹,但常规的超声检测必须在螺栓解体拆出状态下才能进行,否则无法保证裂纹的检出。为了有效监测运行状态下的顶盖螺栓裂纹和损伤情况,本文提出了一种基于压电阵列的超声波传感器,通过压电晶片的分区非均匀激发,形成偏心扇形超声声场,并通过对接收信号进行数字处理,实现水轮机顶盖大型螺栓裂纹的原位在线检测。该技术具有实时性强、精度高、可靠性好等优点,能够有效地在线监测水轮机顶盖大型螺栓的裂纹和损伤情况,为水电站安全运行提供重要保障。

钢结构工程用高强度大六角头螺栓连接副扭矩系数影响因素试验分析

文中以钢结构工程为研究对象,从大六角头螺栓连接副的角度,对该螺栓在钢结构工程中的应用进行简单介绍,对大六角头螺栓连接副扭矩系数的影响因素进行试验,探究扭转扳手加载试验速度、高强螺栓磷化膜风化作用、螺栓表面螺纹以及检测环境对试验结果的影响,以供参考。