装配式混凝土剪力墙结构接缝连接研究进展

装配式剪力墙结构拼装时存在大量的水平接缝和竖向接缝,由于剪力墙的刚度较大,接缝连接处易存在刚度不足引起的损伤集聚问题,成为影响结构整体性和抗震性能的决定性因素。总结了国内外正在发展的预制装配式剪力墙结构水平和竖向接缝的连接形式,并对各类连接形式的构造特点、抗震性能、应用优势和技术瓶颈进行了系统阐述和分析,在此基础上探讨了装配式剪力墙结构接缝连接技术的发展方向。结果表明:目前湿式连接技术已较为成熟且被广泛应用,但仍存在现场湿作业量大、质量不易检测和控制等问题;干式连接技术工业化程度高,但对施工精度的要求也高,可能产生的螺栓松动、锈蚀以及磨损问题限制了其工程应用;将消能减震技术融入竖向接缝连接,利用超高性能混凝土实现水平接缝连接,并结合可恢复功能防震技术,是未来装配式剪力墙结构高质量发展的新增长点。

穿透式自冲铆接接头成形工艺及力学性能

为探究穿透式自冲铆接工艺,建立了穿透式自冲铆接过程的有限元仿真模型,并开展了工艺试验研究,探究了铆钉长度和底板厚度对铝合金/聚碳酸酯异质穿透式自冲铆接接头力学性能的影响,分析了PC板的预热温度对铆接成形裂纹产生的影响。结果表明,穿透式自冲铆接工艺过程可分为压紧、刺穿上板、刺穿下板和成形4个阶段;穿透式自冲铆接接头的失效载荷和能量吸收值均随着铆钉长度和底板厚度的增加而增加;热处理不仅可以抑制裂纹的产生,还可以提高接头的力学性能,预热处理后接头的最大失效载荷相较于常温处理的试样提升了26.21%。

自润滑关节轴承成形技术研究进展

为缓解关节轴承成形过程中因应力集中导致的衬垫损伤和废品率高等问题,研究人员分析了关节轴承在模具挤压合套过程中的塑性变形规律、应力分布、内外圈游隙与挤压力的关系,以及内外圈尺寸形状对成形的影响。大量研究者通过关节轴承挤压成形的有限元模拟获得了不同条件下挤压成形关节轴承的试验数据,为试验提供理论支持与指导。综述了基于模具挤压合套和无模具装配技术的研究进展,讨论分析了模具内腔形状和外圈坯料尺寸对成形过程和成形后关节轴承力学性能、寿命等方面的影响。同时提出整体式关节轴承新型成形技术的研究发展方向,为关节轴承制造工艺全过程一体化联动调控理论与技术发展提供了参考。

节点约束对单面连接角钢受压承载力影响试验研究

为了研究节点约束对单面连接角钢受压承载力的影响,设计了一种弹簧支座刀口铰,通过试验研究了120根等边角钢的偏心受压稳定承载力。分析了其最小轴、平行轴布置时的破坏模式、承载力及变形形态,研究了不同节点约束、构造形式对其承载力的影响,并与国内规范进行了比较。研究结果表明:最小轴布置时,构件的失效模式为弯曲失稳,旋转轴介于最小轴和平行轴之间;平行轴布置时,构件失效模式为绕与刀口铰平行的主轴的弯曲失稳;构件长细比小于120时,其承载力主要受偏心控制,偏心越大,承载力越低;构件长细比大于120时,其承载力主要受约束刚度控制,约束刚度越大,承载力越高;采用A、C类连接时,在不同长细比下二者各具优势,但采用B类连接时构件的承载力始终低于采用A、C类连接时的承载力;与规范的对比表明,规范GB 50017—2017和DL/T 5486—2020均未考虑节点构造形式对斜材受压承载力的影响,计算结果存在一定的局限性,研究结论对于工程设计具有一定的指导意义。

扭矩对无扩口导管滚压成型性能影响精细化研究

针对无扩口导管接头体内径滚压成型工艺,将三维滚压过程简化到二维平面进行分析,建立成型扭矩等效换算方程。基于ABAQUS建立无扩口导管接头二维有限元模型,对滚压成型过程进行仿真分析,得到滚压过程中扭矩阶段性变化趋势及导管受力变形区域性特征。对接头体开展连接强度试验,仿真与试验得到的连接强度差值率为5.8%,验证了仿真模型的精准性。为探究成型扭矩对接头体性能的影响规律,选取多组成型扭矩进行仿真分析,综合导管残余应力、变形分布、填充状态及连接强度等因素对接头体的成型性能进行评价。结果表明,成型扭矩取值区间为0.68~1.13 N·m,扭矩为1.04 N·m时管套最右端凹槽填充率为100%,此时接头体成型性能最优。

挤压和车削成型方式对螺纹连接松动行为影响研究

针对7050铝合金车削成型和挤压成型的内螺纹开展损伤形貌分析和机械性能分析,基于自主研制的螺纹连接结构松动试验夹具和随机振动试验夹具,系统开展了在轴向激励下车削和挤压内螺纹/螺栓连接结构的松动行为研究。结果表明:内螺纹在挤压成型时材料发生塑性流动,螺纹表层组织呈流线分布,由于发生塑性变形时的冷作硬化,使得螺纹表面硬度高,质量好;挤压成型的内螺纹相较于车削成型的内螺纹更难以拉脱;挤压成型内螺纹的松动速率大于车削内螺纹;车削螺纹损伤程度比挤压螺纹严重,内螺纹的损伤主要集中在螺纹牙中部和牙底,螺纹表面损伤特征主要呈现为剥层、塑性变形以及犁沟。螺纹表面的磨损机制主要为疲劳磨损、磨粒磨损、粘着磨损。

液压支架大通径架间管接头结构及密封形式研究

为缓解液压支架DN50及其以上管径的架间管接头处漏液问题,通过对比DN、SSKV等胶管接头形式和挤压面积,确认SSKV接头形式更能适用于大通径架间管。在分析了某案例O形圈+挡圈结构的密封形式应用在架间管接头处的弊端及其原因的基础上,将千斤顶中应用成熟的聚氨酯密封材质应用在SSKV接头形式的密封中;在样机试验、多批次应用案例基础上证明聚氨酯整体密封形式可以更好地适应架间管的SSKV接头形式。

装配式剪力墙竖向接缝形式介绍及相关研究

装配式剪力墙结构中,竖向接缝是影响墙体刚度和承载能力的重要因素,为更加深入地了解不同接缝形式及构造特点,论文对装配式剪力墙竖向接缝的不同连接形式进行介绍,并结合已有的装配式剪力墙结构设计和新型连接形式的研发对各连接形式的优缺点及相关连接性能进行归纳总结。

基于薄板成形精度的白车身总成定位及接头设计研究

针对工程实际中存在零部件过定位等现象,在分析典型接头几何尺寸偏差特点的基础上,对零件成形与定位方式在多工位条件下的偏差影响进行量化分析,提出面向装配工艺的零件结构设计评价方法,为优化白车身关键总成在设计阶段制定工程方案提供参考。

大型钢结构多向钢节点电弧增材制造工艺

多向钢节点作为连接大型钢结构的关键构件,承载钢结构建筑各方向的力,对其安全性起至关重要的作用。基于七向钢节点结构特点,文中研究了电弧增材制造钢结构建筑的七向钢节点,采用分区成形、平曲面切片及摆动填充的路径规划方法,将其分为直臂圆管区、相贯区和支管延长区3个区域,相贯区包括两管相贯、三管相贯和四管相贯3种类型。直臂圆管区和支管延长区采用摆动工艺进行堆积,两管相贯、三管相贯和四管相贯区分别采用曲面切片的路径规划进行堆积。对堆积完成的构件进行成形精度检测、微观组织的观测和力学性能的测量。结果表明,七向钢节点构件成形尺寸偏差为±1.32 mm,成形精度较高。微观组织为铁素体和珠光体,构件的抗拉强度和屈服强度相对于同成分铸件分别提高了约30%和105%,电弧增材制造的七向钢节点满足使用要求。

基于DEFORM的索具接头内孔反挤压成形数值模拟

为研究索具接头内孔挤压成形的可行性,采用有限元方法对索具接头内孔热挤压成形工艺进行了数值模拟分析。从金属流动规律及金属的流线分布两方面分析了索具接头内孔的成形性,并研究了不同挤压条件下索具接头的应力场、应变场及成形件晶粒大小的关系。确定了热挤压工艺参数:初始挤压温度为1 100~1 150℃,挤压速度为10mm/s。通过有限元分析研究得出,内孔成形挤压后金属流线分布合理,无明显交叉、断裂的情况,且成形效果较好,尺寸精度较高。因此,该索具接头内孔热反挤压成形工艺切实可行。

新型铝合金花环齿槽形组合节点滞回性能试验研究

板式节点是目前铝合金单层网壳最常用的节点,其主要通过上下盖板将铝合金梁的翼缘进行连接,而在腹板处并无连接,导致梁腹板的力学性能不能充分发挥。为弥补板式节点的这一不足,提出一种新型铝合金花环齿槽形组合节点(FGC节点),并通过拟静力试验探明了FGC节点的滞回性能。试验结果表明,FGC节点的滞回曲线包含4个阶段:弹性阶段、螺栓滑移阶段、孔壁承压-刚度退化阶段和失效阶段,而并无明显强度退化阶段。对比板式节点和FGC节点的试验结果可以发现,FGC节点具有更好的承载能力、变形能力和耗能能力。随着盖板厚度的增加,FGC节点的极限荷载增加,但是耗能能力降低。随着上下盖板半径的增加,FGC节点的极限荷载和耗能能力逐渐增强。随着盖板厚度的增大,增加花环齿槽体的刚度对FGC节点滞回性能影响减小。

Numerical study on forming complex fitting body on end of integrated stainless steel pipe without welds

It is necessary to use the integrated stainless steel pipe having two fitting bodies without welds while train travelling at high speed. In order to form this type of integrated stainless steel pipe, the method of preforming combined finish forming process is developed. The preforming process is characterized by flaring combined upsetting for left fitting body which is like a flange, and is characterized by tube axial compressive process under die constraint for right fitting body which is like a double-wall pipe. The finite element simulations of the processes are carried out by software package DEFORM, and the results indicate that: 1) left or right fitting body can be formed by a two-step forming process without folding and under-filling defects; 2) by using two-step forming, strain and stress in left fitting body are larger than those in right fitting body, and deformation in right fitting body is more homogenous than the deformation in left fitting body; 3) two or more preforming steps may be needed for left fitting body considering the distributions of strain and stress.

基于COLDFORM的汽车万向节接头多级冷锻成形数值仿真

针对高精度汽车万向节接头力学性能高、表面质量优和形状复杂的情况,先对其原有成形工艺进行分析,再对其成形工艺进行改进。针对改进后的成形工艺,建立了有限元仿真模型。运用专业有限元软件COLDFORM对其成形过程进行数值仿真,得到了汽车万向节接头在多级冷锻成形过程中的锻压力、锻压温度及等效应力等。结果表明：多级冷锻成形过程中镦头工序压力最大,冷锻成形工序压力最小。结果能为高精度、高强度汽车万向节接头成形及工艺优化提供参考。

Some Advances in the Application of Weathering and Cold-Formed Steel in Transmission Tower

Application of weathering and cold-formed steel in transmission lines can reduce steel consumption and environmental pollution. Some advances in the studies on the weathering and cold-formed steel in transmission tower are introduced. Firstly, corrosion-resistant tests of weathering steel samples under different simulating technical atmospheres were carried out separately for 240 hours. It shows that the corrosion degree of joint samples is higher than that of single chip samples, and the corrosion-resistant performance of weathering steel is superior to common carbon steel. The corrosion-resistance of weathering steel meets with the requirement of transmission tower. Secondly, experiments and finite element analysis for cold-formed angles and a 220kV prototype tower were completed, and the stability coeffi-cient fitting curves as well as the modification formulas of slenderness ratio for cold-formed members were determined. According to the structural characteristics of transmission towers, four sections of cold-formed angles with different sections and slenderness ratios were selected in this study. The finite element model well predicted the buckling behav-iour of the cold-formed members. Ultimate loads calculating by the fitting curve were well agreed to the experimental values, especially for the members with small slenderness ratios. Weight of the cold-formed steel tower can be reduced by more than 5 percent after considering the strength enhancement. Cost of the weathering and cold-formed steel transmission tower is nearly equivalent to that of hot-rolled steel tower with hot galvanizing.

换热器管板胀接接头开槽结构的模拟与试验研究

为增强换热器管板胀接接头在常温下的抗拉强度,通过有限元分析和试验验证,开发一种具有阶梯型开槽结构的管板接头。建立不开槽、标准开槽和阶梯开槽的三种胀接接头的理论分析模型,利用弹塑性理论进行胀接过程和接头拉脱过程的有限元模拟,探究不同开槽形式的胀接接头处的拉脱破坏形式,并且对三种胀接接头开展常温下的拉脱试验,得出不同开槽形式的胀接接头的拉脱力。结果表明:开槽结构的胀接接头的拉脱力明显高于不开槽结构的胀接接头,并且阶梯槽胀接接头的拉脱力最大。阶梯槽胀接接头在拉脱过程中会出现“驼峰形”的陡坡,拉脱难度更大。胀接接头在开槽位置形成多条较宽的高应力残存环带,这些高应力残存环带是保证开槽接头密封性和抗拉脱力的关键因素。

冷缝存在条件下混凝土力学性能试验研究

存在于混凝土中的冷缝,直接影响混凝土结构的整体性能.通过对不同龄期间隔的冷缝,及不同弹性模量混凝土叠合形成的带冷缝的混凝土进行抗压和劈拉试验,研究其力学性能的变化规律.试验结果表明:带冷缝混凝土试件整体抗压强度及冷缝黏结面黏结强度均随龄期增长逐渐减弱,新混凝土强度提升,可有效提高带冷缝混凝土的抗压强度,而对黏结面强度提升较为有限;通过计算岩石脆性特征系数发现,新混凝土强度提升可有效提高新旧混凝土抗变形能力;并建立了冷缝黏结面强度计算公式,可以较好地预测冷缝黏结面的黏结强度.当龄期间隔7~14 d,新、旧混凝土弹性模量之比为1.10时力学性能较好,龄期间隔超过28 d时,新、旧混凝土弹性模量之比应小于1.10.

不同铆接速度下板材搭接顺序对钢/铝异种金属铆接接头性能的影响

采用自冲铆接实现了钢/铝异种金属的有效连接。通过改变铆接速度,对比研究了钢上铝下和铝上钢下两种搭接顺序下的接头的成形性能、断裂力和断裂方式。研究结果显示,随着铆接速度的增大,接头头高和底切量不断减小,互锁值不断增大。钢上铝下搭接顺序下的接头的成形情况较为稳定,缺陷较少。钢上铝下搭接顺序下的拉剪接头的断裂力明显高于铝上钢下搭接顺序下的拉剪接头的,而铝上钢下搭接顺序下的十字拉伸接头的断裂力明显高于钢上铝下搭接顺序下的十字拉伸接头的。铆钉变形时受力方向的不同导致拉剪接头的断裂力明显高于十字拉伸接头的。铆接速度为250~325 mm/s时,可以实现两种搭接顺序下的接头成形性能和断裂力的良好匹配。

双腹板工字型GFRP腰梁连接受力性能研究

为研究深基坑支护中双腹板工字型GFRP腰梁连接节点力学性能,针对GFRP腰梁的两种套筒式连接方法开展两点对称加载足尺试验,借助ABAQUS有限元模拟软件建立两种连接方法的三维数值模型,分析不同连接方法GFRP腰梁的受力性能,并以腰梁跨中截面为研究对象,揭示连接套筒与GFRP腰梁的横向变形规律,掌握不同连接形式GFRP腰梁构件的极限状态和破坏形式。结果表明,双腹板工字型GFRP腰梁承载力高,构件的稳定性好;采用内置式钢套筒连接构件变形较小,节点承载力更高,现场安装方便,能够实现基坑支护中腰梁构件的循环利用,是GFRP腰梁现场施工的合理连接方式。