圆形截面钢管混凝土受弯构件塑性发展系数的双因素计算模型研究

为了综合考虑截面几何和材料特性对圆形截面钢管混凝土(CFST)受弯构件抗弯强度的影响,选择截面厚径比和材料强度比作为自变量,研究建立了圆CFST受弯构件截面塑性发展系数的二元函数计算表达,并建立了截面抗弯强度计算模型。首先在确定厚径比和强度比取值范围的基础上,设计1 656个圆CFST受弯构件的数值模型,利用纤维模型法计算确定每个构件的截面抗弯强度和塑性发展系数。然后选择截面钢管壁厚与外径之比、钢管强度与核心混凝土强度之比作为自变量,通过回归分析建立圆CFST构件的截面塑性发展系数的二元函数表达式,据此提出了圆CFST构件截面抗弯强度的计算模型。最后通过与试验数据、现行设计规范和研究文献中不同计算模型进行对比分析,验证了建立的圆形截面钢管混凝土受弯构件的截面塑性发展系数和抗弯强度计算模型具有更高的精度和适用性。

用于风电钢塔筒的加劲钢管压弯性能试验研究

薄壁圆钢管广泛应用于风电机组锥筒型钢塔筒中,其在径厚比较大时易出现局部失稳,进而导致塔筒承载能力下降。该文提出了一种可用于风电钢塔筒的纵向加劲钢圆钢管结构形式,并进行了6个试件的压弯加载试验,以研究加劲肋形式及径厚比大小对加劲圆钢管压弯性能的影响。试验结果表明:在相同用钢量下,加劲肋有效改善了钢管的局部屈曲,改变了结构的破坏形态,增大了钢管的塑性发展程度,从而提升了钢管的承载力及延性,其中T型加劲肋的增强效果更为明显。并将试验模型与有限元建模进行对照,互相验证了准确性。最后使用现有设计标准对试验结果进行了初步评估,无加劲肋试件与各设计标准吻合良好,但现有计算方法低估了加劲试件的承载力。

THE VELOCITY FIELD OF MULTIPHASE FLOW AND EFFICIENCY OF BIOLOGICAL AERATION FILTER

Aeration is an important factor affecting the biological aeration filter.With a set of experiment device specially designed for the purpose,and the particle image velocimetry technique,the velocity field of the gas-liquid two-phase flow is studied under different conditions.The various simulated aeration states were actually applied to the experimental device of sewage treatment,and the results of the numerical simulation were verified.The final experimental results indicate that the most efficient state occurs when the ratio of water in aeration tank h / w =1,the diameter of capillary tubes d=0.6mm and the velocity of bubbles v=0.3m/s.

钢管混凝土桁架T型管疲劳寿命数值模拟分析

为分析钢管混凝土桁架T型管的疲劳寿命与管径比α之间的关系,本文以Midas/Civil建立钢管混凝土桁式拱桥有限元模型,通过求解得到极限疲劳荷载,定义疲劳荷载因子β为加载疲劳荷载与极限疲劳荷载的比值,利用ANSYS建立不同管径比的焊接T型管模型。通过实验获取钢管和混凝土的S-N曲线,结合Miner线性疲劳损伤理论,对T型管在轴压作用下的疲劳寿命进行对比分析。研究结果表明:在拱桥处易受疲劳损伤,应重点关注拱脚处的疲劳问题;疲劳寿命随着疲劳荷载的增大而减小;在相同疲劳荷载因子下,管径比为0.6时的疲劳寿命最大。因此,研究结果为钢管混凝土桁架焊接T型管的设计提供了对管径选择的一定参考,有助于提高钢管混凝土桁架结构的安全性、可靠性和经济性。

圆钢管约束高强混凝土轴压短柱的试验研究与承载力分析

进行6组共18个圆钢管约束高强混凝土短柱在循环或单调轴压荷载作用下的试验研究。试验中的主要参数为混凝土强度(fcu=88.14～94.17)和钢管径厚比(D/t=21.62～43.01)。试验结果表明,圆钢管约束高强混凝土短柱的轴压承载力高于同条件的普通钢管混凝土构件,但两种构件的延性无显著差异;随钢管中纵向应力的降低,构件的轴压承载力提高。对构件的应力分析结果表明,圆钢管约束高强混凝土轴压短柱的峰值荷载点对应于钢管的屈服点。在应力分析结果的基础上建立圆钢管约束混凝土的轴压承载力公式,公式结果与试验结果吻合较好。基于试验结果对Mander约束混凝土模型进行修正,使模型适合于约束高强混凝土。

大径厚比超薄壁筒形件变薄旋压鼓形

应用于核电技术AP1000核主泵的屏蔽套属于大径厚比超薄壁筒形零件,制造精度要求极高。文章通过实验与数值模拟,研究Hastelloy C-276合金大径厚比超薄壁筒形零件变薄旋压,分析旋轮前筒坯的鼓形现象,得到了工艺参数对鼓形的影响规律,并提出了实现稳定旋压的工艺措施。

小直径比固定床壁效应的CFD分析

引言固定床作为反应器、分离器、换热器等单元设备广泛应用于化工、能源、环境等许多领域。因用途的不同固定床的管径-粒径比（D/d）的范围很宽（1～1000的数量级）。大热负荷的填充床设备,如强放热的化学反应器、核反应堆的冷却壁管列等,常采用较小的管径-粒径比。

管坯缩径穿孔的实践

介绍了3种不同形式的管坯穿孔工序,通过对桶形辊和锥形辊不同辊形穿孔机的管坯缩径穿孔工艺的实例剖析,运用理论知识分析了生产中所出现的问题并找出了相应的解决办法。实践证明,使用管坯缩径穿孔的基本条件是变形区前移;在桶形辊穿孔机上实施管坯缩径穿孔比在锥形辊穿孔机上容易。采用管坯缩径穿孔的工具消耗以及轧机负荷比扩径穿孔要高。

圆钢管约束高强混凝土短柱的轴压力学性能

为研究圆钢管约束高强混凝土短柱的轴压力学性能,进行6个短柱试件在循环轴压荷载作用下的试验研究.试验中的主要参数为钢管径厚比(26和42).试验结果表明,圆钢管约束高强混凝土短柱的轴压承载力高于同条件的普通钢管混凝土构件,但两种构件的延性无显著差异;随钢管中纵向应力的降低,构件的轴压承载力提高.对构件的应力分析结果表明,圆钢管约束高强混凝土轴压短柱中,钢管对核心混凝土的约束效果高于普通钢管混凝土构件;钢管约束高强混凝土轴压短柱的峰值荷载点对应于钢管的屈服点.

工艺参数对大径厚比薄壁筒形件旋压成形质量的影响研究

内径偏差和壁厚偏差是评价筒形件旋压成形质量的重要指标。针对Hastelloy C276大径厚比薄壁筒形件,建立了三维弹塑性有限元模型,采用正交设计法安排试验,研究了减薄率、进给率、坯模间隙和芯模转数对反旋成形内径偏差和壁厚偏差的影响规律。研究表明:减薄率和进给率对成形质量影响显著,而坯模间隙和芯模转数影响相对较小。随着减薄率的增大,内径偏差和壁厚偏差增大;随着进给率的增大,内径偏差减小而壁厚偏差增大;随着坯模间隙的增大,内径偏差增大;随着芯模转速的增大,内径偏差先增大后减小。

液态模锻与分层制造技术

以航天巡航导弹的成形工艺为研究对象,结合液态模锻与分层制造,提出逐层浇注—累积液锻成形技术。研究表明,分层制造的层厚愈薄愈好,而逐层浇注—累积液锻的层厚受层间结合影响,一般在保证层间结合为冶金结合的前提下,选取较小的厚度为佳;通过高径比为1.8的筒形薄壁件成形实例说明,当层数为3,层厚为44mm,模具温度460℃,浇注温度780℃,加压前停留时间为4s,施加压力为800kN(比压为212.6MPa),保压时间为5s时,获得了很好的冶金结合效果,其抗拉强度σb=378MPa,延伸率δ=8.6%,接近锻件,远高于铸件。

基于随形冷却技术的医用针筒注塑模具设计

针对大长径比的深腔薄壁医用针筒的结构特点,进行了模具冷却系统、浇注系统、脱模机构及排气系统的分析,设计出了一副结构新颖、实用的针筒注塑模具。采用的双螺旋随形冷却水路可以有效地调控模具型腔温度,冷却效率高,温度场分布均匀,针筒冷却收缩均匀,壁厚一致。经生产验证,该模具结构合理可靠,所成型的针筒塑件满足使用要求。

圆钢管约束型钢高强混凝土短柱的受压性能试验研究及有限元分析

文章对6根圆钢管约束型钢高强混凝土短柱进行受压力学性能的试验研究,重点探究不同的偏心距及径厚比对试验柱力学性能的影响。结果表明,内部型钢与外部钢管的双重约束效应能够有效改善高强混凝土的脆性并显著提高柱极限承载力,钢管的约束作用随着径厚比的减小而显著增加,即径厚比越小,试件的延性越好,极限承载力越高,但试件延性与承载力的提高幅度均与偏心距呈负相关。在此基础上,利用ABAQUS软件对试验结果进行了有限元分析,数值模拟结果与试验结果吻合较好,具有较高的精确度,而后通过相同的建模方法对偏心距、径厚比、钢材强度、混凝土强度等因素进行系统的参数分析,发现减小试件的径厚比并增加混凝土的强度将显著提高试件的极限承载力与延性,但提高幅度将随着偏心距的增大而减小,最后根据有限元参数分析结果提出相应的实用设计建议。

细长管内壁高频脉冲离子渗氮

利用高频脉冲离子渗氮电源,对诸如枪管、加工中心主轴一样的细长管件进行了处理,通过对管件的吊装方式、管件的准确测温以及升温速度、氨气流量、导通比的控制等方面研究,表明长径比为15内壁管件得到了均匀离子渗氮的组织和硬度。

球磨机衬板的选材及应用

通过对水泥行业用球磨机衬板的工作状况及受力条件分析,确定不适合采用普通高锰钢。在3m及以下磨机上应用多元高铬铸铁安全可靠,寿命比普通高锰钢提高2.5倍以上。在3m及以上磨机上应用中碳低合金耐磨钢具有很好的效果,使用寿命比普通高锰钢提高1.5倍以上。

Q460高强钢管径厚比限值试验研究

当钢管的径厚比超过一定限值时,钢管构件受压时局部屈曲先于整体稳定破坏,使构件不能全面积承载,从而会加速构件整体失稳而丧失承载能力。输电线路中对于大径厚比钢管使用的限制主要以径厚比限值来实现。通过国内外规范对比、18组钢管构件轴心受压试验和理论分析相结合的方法,研究分析了Q460钢管径厚比及其长细比与钢管承载力的内在关系,并得到Q460钢管径厚比限值,该限值的试验验证对目前输电线路钢管塔设计具有指导意义。

塑料套管混凝土桩加固公路软土地基现场试验研究

根据某一高速公路塑料套管混凝土桩加固软土地基工程实例,对桩土应力、地表沉降、横向位移、不同深度孔隙水压力进行观测,讨论了塑料套管混凝土桩桩承式路堤的工作机理。结果表明:塑料套管桩加筋路堤的临界高度约为1.26倍桩净距,观测期末,荷载分担比接近89%;桩帽和桩间土最大差异沉降为30 mm左右,且应力集中比随着差异沉降的增大而线性增大;路堤堤脚附近不同深处横向位移随着路堤填筑高度的增加而增加,施工结束时,地表以下2.5 m处横向位移最大,为12.86 mm;横向位移–沉降比和横向位移增加率随着路堤填筑高度的增加逐步减小并趋于稳定,塑料套管混凝土桩加筋路堤系统能够有效防止路堤横向位移的发展和改善路堤的整体稳定性。

Q690高强钢管轴心受压局部稳定性研究

通过对Q690高强钢的材性试验及8组24根Q690高强钢管试件进行轴心受压局部稳定试验,研究了高强钢的力学性能参数及高强钢管在轴心受压下的局部失稳破坏模式和极限承载力。采用ANSYS软件对Q690高强钢管局部屈曲进行有限元模拟,计算中考虑了钢管局部几何缺陷和残余应力的影响。分析了我国和国外规范中关于钢管轴心受压局部稳定的有关计算规定,将试验与数值分析结果及相关规范计算结果进行对比,并且给出了Q690高强钢管径厚比限值及强度折减公式。

提升管管径对有机工质气泡泵性能的影响分析

基于气液两相漂移流理论,对以TFE（三氟乙醇）/E181（四甘醇二甲醚）溶液为工质的扩散吸收式制冷系统气泡泵建立数学模型,通过MATLAB 编程,在不同的浸没比和加热功率下,分析了提升管管径对TFE/E181气泡泵性能的影响规律.结果表明,TFE/E181 气泡泵的性能随提升管管径的变化与浸没比和加热功率密切相关;在浸没比介于0.2 - 0.7,加热功率介于200 - 1 200 W 的范围内,存在一个最佳的提升管管径使得气泡泵的溶液提升量与效率最大,且提升管最佳管径随着浸没比和加热功率的增大而增大,直至趋于弹状流最大许用直径;此外,当提升管管径一定的情况下,TFE/E181 气泡泵的溶液提升量与效率随浸没比的增大而增大,而随加热功率的变化则与提升管管径的大小有关.

外方内圆钢管混凝土轴压承载力计算方法

考虑内外钢管对核心混凝土的双层约束作用以及钢管因环向受拉导致纵向应力降低的影响,对内圆钢管增强方钢管混凝土组合柱的核心混凝土和内外薄壁钢管的轴向极限应力分别进行了理论分析。利用双剪统一强度理论和薄壁圆筒理论计算了钢管的轴压承载力及混凝土在三向受压状态下的轴压承载力,并通过分析内圆钢管径厚比和直径的变化对组合柱轴压承载力的影响,将内圆钢管增强方钢管混凝土的承载力与试验中纯方钢管混凝土柱进行了比较。结果表明:所得组合柱的轴压承载力与文献的试验结果吻合较好;内圆钢管对方钢管混凝土柱的增强作用主要体现在有效增强对核心混凝土的约束作用,大大提高了组合柱的力学性能。