圆管与圆杆组合体对半无限均质钢靶侵彻深度研究

依据圆管、圆杆初始撞击动能与弹坑体积之比相等的假设,建立了同材料圆管与圆杆对半无限均质靶板侵彻深度之比的简化理论模型。推导出圆管与圆杆的侵彻深度之比是两者的长度比、初始撞击速度比、坑径比和圆管内外径比的函数。在同一初始撞击速度、相同长度、圆杆直径不大于圆管内径条件下,对影响圆管和同长度同材料圆管与圆杆组成的圆管—圆杆异型侵彻体侵彻深度的参量进行了讨论,并给出圆管与圆杆侵彻深度之比的变化范围。圆管与圆杆侵彻深度之比在同材料同长度下理论计算值与实验数据有很好的一致性。所有这些都为伸缩式、大长径比新型动能穿甲弹结构设计提供了理论基础。

圆钢管型钢再生混凝土长柱轴压下受力性能的分析

【目的】采用有限元分析圆钢管型钢再生混凝土组合长柱在轴向荷载作用下的受力性能,为其工程应用提供技术支持。【方法】在前期试验的基础上,结合非线性分析理论,采用Abaqus有限元软件对圆钢管型钢再生混凝土组合长柱的轴压性能进行数值模拟,观察试件的破坏过程及特征,获取其应力云图及轴向荷载-应变曲线;并在此试验结果的基础上,对长柱进行了有限元参数拓展分析。【结果】随着钢管径厚比的增大,长柱试件承载力降幅约为6.0%,且刚度明显降低。增大型钢配钢率时,其承载力提高了4.4%左右,但延性提高明显。随着钢管和型钢强度的增大,长柱承载力提高幅度为4.3%和4.5%左右,对试件变形能力的影响不明显。此外,提高再生混凝土强度,长柱承载力提高幅度最大可达13.9%,但其延性性能降低。【结论】利用Abaqus模拟圆钢管型钢再生混凝土组合长柱的轴压受力性能是可行的,同时也表明该组合柱具有较高的承载力和良好的延性变形能力。

圆钢管再生混凝土中长柱轴压性能退化研究

为了揭示圆钢管再生混凝土中长柱在轴心荷载作用下的性能退化规律,以再生粗骨料取代率和长细比为变化参数,完成了5个试件的轴心受压试验。在此基础上,分析了其延性指标、能量耗散、刚度退化的演化过程。研究结果表明:再生粗骨料取代率的增加,试件的耗能能力随之提高,弹性轴压刚度也变大,且圆钢管再生混凝土试件的延性系数均比圆钢管混凝土试件的大,承载能力也在取代率为50%时达最大;当试件的长细比增大后,耗能能力和弹性轴压刚度均表现为先增后减的趋势,延性系数则保持增长的态势,而承载能力有所降低;所得刚度退化的简化计算模型可为工程设计提供参考。

圆钢管混凝土轴压短柱在长期荷载-氯盐腐蚀耦合作用下的试验研究

研发了用于钢管混凝土轴压短柱在长期荷载-氯盐腐蚀耦合作用下的试验装置和方法。分别进行了7个圆钢管混凝土轴压短柱和4个圆钢管轴压短柱在浓度为3.5%的Na Cl溶液中腐蚀下的长期荷载试验研究。试验结果表明,长期荷载会使试件刚度降低很多,但对其承载力影响相对较小。腐蚀对试件的承载力和刚度的削弱都很大,且对圆钢管试件的削弱程度高于对圆钢管混凝土试件的;持载-腐蚀耦合作用对试件的承载力和刚度的降低都很大,并且对于圆钢管试件,随着持载等级和浸入程度的增大而更加明显。总体而言,对于钢管混凝土试件,持载-腐蚀耦合作用对其承载力和刚度的降低要大于单纯持载作用和单纯腐蚀作用对其承载力和刚度的降低的简单叠加。

CFRP圆钢管混凝土中长柱轴压承载力研究

该文在钢管混凝土柱研究的基础上,进一步探究碳纤维布(CFRP)对圆钢管混凝土中长柱轴压承载力极限的影响。制作10根不同CFRP圆钢管混凝土中长柱进行轴压试验,探讨CFRP圆钢管混凝土中长柱的受力过程、破坏形态和轴压极限承载力,分析CFRP层数、混凝土强度、钢管壁厚与长细比对其极限承载力的影响,为CFRP圆钢管混凝土中长柱极限承载力的计算提供参考。结果表明,CFRP层数对圆钢管混凝土中长柱极限承载力提升巨大,混凝土强度、钢管壁厚与长细比的影响相对较小,可为CFRP圆钢管混凝土中长柱的工程应用提供有力支撑。

带长圆孔碳纤维复合材料圆管的振动试验与仿真分析

以实际工程背景为基础,对以带长圆孔圆管为主要部件的结构进行动力学试验,得到结构的基频。采用商业有限元软件ABAQUS,通过数值模拟计算得到结构的前几阶频率与模态。通过数值计算结果与试验数据的对比分析,验证了这种数值模拟方法的可靠性,最后在此基础上,对多组带长圆孔碳纤维复合材料圆管进行了数值仿真计算,分析了长圆孔、局部加强部位以及圆管铺层方式(铺设角度、铺层顺序、铺层比例)的设计对带长圆孔圆管基频的影响,结果表明局部加强部位和0°铺层角对圆管基频的影响十分显著。

基于非标脱模机构的长圆管注射模设计

对塑件结构进行了分析,因塑件长度较长设计了非标脱模机构,先使抽芯机构沿塑件轴向进行脱模运动,运动距离为塑件长度的2/3,在没有完全脱离塑件的情况下将抽芯机构全部顶起,再沿轴向取出塑件。塑件外圆柱面均匀分布3条长槽,其中一条长槽由动模成型,另外2条长槽由2个滑块成型。针对塑件上方孔与扣位距离较近的结构,设计了由方孔滑块驱动扣位滑块运动的联动脱模机构。为了避开上方的滑块,将联动脱模机构的斜楔设在滑块座的下方,为了使斜楔在该机构脱模前离开滑块座,模具第一次开模设置在动模座板与动模板之间。为避免塑件出现注射缺陷,模具采用了热流道转普通流道的浇注系统,并设计了水井+直通水路的冷却系统。

圆钢管混凝土中长柱轴压性能试验研究

以长细比和含钢率为变化参数,通过对14根轴心受压试件的破坏模式、荷载—应变曲线、侧向挠度曲线的分析,探析了钢管混凝土轴压中长柱的受力特征和材料发挥程度。试验结果表明:柔细构件的长细比对试件的静力学性能有影响但不显著,表现为承载力随长细比的增大而降低,钢管与混凝土的相互作用随长细比增大逐渐减弱,在长细比达到76~80时,相互作用消失。含钢率对试件的轴压性能的影响表现在对承载力的正相关,即含钢率越大,承载能力越高。试验拟定参数长细比和含钢率对钢管混凝土轴压中长柱的破坏模式无影响。

圆钢管混凝土悬臂长柱压弯构件抗震性能研究

对2个圆钢管混凝土悬臂长柱压弯试件和1个钢管柱对比试件进行了低周反复加载试验,研究了轴压力和钢管内填混凝土对试件抗震性能的影响,得到了试件的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线等抗震性能指标,分析了试件的破坏形态、刚度退化以及耗能能力。结果表明:各试件的破坏形态为底部管壁鼓曲,底部一定范围内混凝土出现裂缝;与钢管柱压弯试件相比,钢管混凝土柱压弯试件的屈服承载力和刚度均增大,具有更好的抗震性能;随着轴压力的增大,钢管混凝土柱压弯试件的屈服荷载和刚度均有所减小,抗震性能降低。基于试验数据,采用有限元软件ABAQUS进行分析,分析结果与试验结果吻合较好。在此基础上,利用该数值方法对圆钢管混凝土悬臂长柱进行参数分析,分析结果表明,轴压比和含钢率对圆钢管混凝土柱压弯试件的屈服荷载、水平荷载、耗能能力以及刚度退化均有明显的影响,而混凝土强度等级和钢材强度对其影响较小。

圆锥形钢管混凝土长柱力学性能研究

利用有限元分析软件ABAQUS建立圆锥形钢管混凝土长柱力学性能分析的三维实体有限元计算模型,并与相应的试验结果进行对比。结果表明:有限元计算与试验所得的荷载-3H/4挠度曲线、承载力及破坏形态吻合较好。在此基础上,对圆锥形钢管混凝土长柱受力全过程中钢管与混凝土应力、应变分布情况进行分析,同时给出钢管与混凝土之间的相互作用规律,并对长细比、锥度、偏心距、材料强度及钢管壁厚等参数对圆锥形钢管混凝土长柱初始刚度、承载力及荷载-3H/4挠度曲线的影响进行比较。结果表明:圆锥形钢管混凝土长柱在3H/4处发生侧向挠曲破坏,长细比、锥度、偏心距、混凝土抗压强度及钢管壁厚等参数对其力学性能影响显著,钢管屈服强度对其力学性能影响不明显。

圆钢管约束混凝土轴压构件长期持荷后受力性能试验研究

钢管约束混凝土柱受力性能优越、施工方便,在超高层建筑等领域有广阔的应用前景。但现有研究仅针对短期性能与抗震性能展开,缺乏长期性能研究,针对钢管约束混凝土柱长期持荷后受力性能的研究尚未见报道。鉴于准确预测构件轴压承载力等相关受力性能指标对保证结构安全至关重要,在圆钢管约束混凝土轴压构件长期持荷试验(持荷时间490 d)结束后,进行了相应徐变后受力性能试验。共设计18个圆钢管约束混凝土短柱试件,主要参数为持荷试验加载龄期、含钢率、钢-混凝土界面黏结摩擦等,研究了长期持荷作用对试件刚度、轴压承载力、峰值应变的影响,并分析了其对约束效应及钢管纵向受力的影响。研究结果表明:长期持荷在略微提高轴压承载力的同时,会减小峰值应变,减小幅度达4.8%~20.0%,且该影响对早龄期加载试件更为显著。此外,长期持荷对约束效应及钢管纵向受力的影响不明显。