舟桥结构用铝合金力学性能研究

根据舟桥装备发展及结构设计的要求,选择5种铝合金(6005、6061、6063、7005、7A05)通过静载拉伸试验法测定了材料的应力-应变曲线和若干重要力学性能参数,通过数据分析与处理,获取了目前国产铝合金的状态信息,并对国产铝合金应力-应变关系的数学模型进行了初步探讨.试验及分析结果表明严格执行变形和热处理制度生产的T6态5种铝合金,其力学性能的稳定性较好,但处理工艺不当,可造成组织的不均匀性,并影响强化相的析出,从而使其性能降低;5种铝合金泊松比基本一致,而弹性模量则波动较大;T6状态下,铝合金板材的各项异性不明显;国产铝合金应力-应变关系在应力较大的非弹性阶段不符合Osgood方程.     

润扬长江公路大桥负温混凝土性能试验研究

根据润扬长江公路大桥南锚碇基础冷冻法施工特点，研究了负温混凝土的强度、应力一应变等性能特性。结果表明，通过选择合适的防冻剂，优化混凝土配合比，能保证负温混凝土具有抵抗冻害的能力并在负温条件下强度持续增长，转正温后混凝土各项物理力学性能不降低。     

不同扶强材形式的纵骨贯穿舱壁结构疲劳试验

为了研究矩形扶强材和削斜扶强材结构形式的某铝合金船体纵骨贯穿舱壁结构疲劳性能，对此进行了试验研究。首先建立舱段结构的有限元模型（该目标船纵骨采用6082铝合金，其他部分采用5083铝合金材料），确定载荷工况并计算分析两种扶强材结构在相应载荷水平下的应力分布状态。在此基础上，设计并开展了实际板厚四点弯曲疲劳模型试验，获得了试验模型在不同载荷水平下的疲劳失效循环次数，并且根据试验测得数据得到了两种扶强结构形式的S-N曲线。试验结果表明矩形扶强材形式的纵骨贯穿舱壁结构疲劳性能优于削斜扶强材形式，该结论可为舰船上纵骨贯穿舱壁结构处节点形式的设计以及5083与6082铝合金焊接结构形式（T型焊接和趾端焊接）的疲劳强度评估提供依据。     

铝合金舟桥结构设计与甲板力学性能研究

针对铝合金舟桥在设计、受力分析、制造工艺诸方面的技术难题,开展了“铝合金用于舟桥承重结构的设计研究”预先研究工作。通过分析和试验研究,选出5种符合舟桥结构特点和加工要求的国产铝合金材料,确定了它们的机械性能和本构模型,制定了铝合金舟桥实用的焊接制造工艺;根据铝合金材料和舟体受力特点,提出了铝合金舟体结构的设计原则和雏形;通过结构拓扑优化和尺寸优化,确定了铝合金甲板的设计方案;通过理论分析和试验研究,建立了舟体结构强度的有限元数值分析模型,分析了铝合金甲板极限承载力和破坏机理,并建立了合理的失稳模态计算模型。     

碳纤维加固T形截面梁抗弯性能研究

在考虑二次受力的基础上,充分考虑了受压区混凝土的非线性应力一应变关系,利用钢筋混凝土的相关原理,对CFRP加固结构的受弯极限承载力和加固量公式进行了相关推导。     

5083铝合金T型接头焊接残余应力分布及超声冲击处理工艺研究

为了获得5083铝合金T型接头焊接残余应力分布和减少焊接残余拉应力,文中采用X射线衍射法对8 mm和4 mm两种T型接头进行残余应力测试,分析了不同的冲击强度对8 mm T型接头残余应力的影响,并采用优化后的冲击强度处理4 mm T型接头,结果表明:两种接头底板和腹板上的纵向残余应力在近缝区均为较大的拉应力,随着远离焊趾残余应力逐渐减小,最后趋于无应力状态;4 mm T型接头近缝区的残余应力小于8 mm T型接头.采用4.0 s/cm~2冲击强度处理8 mm T型接头焊缝,冲击效果较好,在焊趾产成的压缩应力相对均匀;4 mm T型接头焊缝冲击处理前,底板背面的纵向残余应力整体上呈"几"型分布,超声冲击处理焊缝和焊趾后,没有被冲击处理的底板背面的残余应力整体上变成"M"型分布,纵向残余应力的平均应力值由163MPa降低到58MPa.     

盾构隧道衬砌结构接头处刚度削弱效应的试验研究

基于某地下铁路工程盾构施工试验段管片衬砌结构的弹性模型试验,研究正常工作状态下衬砌结构纵向接头处在拱顶弯矩作用下的抗弯能力。得出不同螺栓预紧力作用下管片接头抗弯刚度的削弱系数,给出弯矩与接头变形能力和管片接头局部范围内的应力一应变关系曲线。为衬砌结构的优化设计提供参考。     

不同扶强材形式的纵骨贯穿舱壁结构疲劳试验

采用试验形式研究矩形扶强材和削斜扶强材结构形式的某铝合金船体纵骨贯穿舱壁结构疲劳性能。首先建立舱段结构的有限元模型(目标船纵骨采用6082铝合金,其他部分采用5083铝合金材料),确定载荷工况并计算分析2种扶强材结构在相应载荷水平下的应力分布状态。在此基础上,设计并开展实际板厚4点弯曲疲劳模型试验,获得试验模型在不同载荷水平下的疲劳失效循环次数,根据试验测得数据得到2种扶强结构形式的S-N曲线。试验结果表明,矩形扶强材形式的纵骨贯穿舱壁结构疲劳性能优于削斜扶强材形式,该结论可为舰船上纵骨贯穿舱壁结构处节点形式的设计以及5083、6082铝合金焊接结构形式(T型焊接和趾端焊接)的疲劳强度评估提供依据。     

铝合金穿浪双体船波激振动响应计算研究

对穿浪型双体船在波浪中航行时的受载状况进行研究,采用规则波理论计算其所受波浪外载荷。利用有限元法建立了铝合金穿浪双体船波激振动响应数值计算模型。基于水弹性理论,采用所建立的数值模型对某全铝合金穿浪双体船高海情试验进行了数值模拟,将数值模拟结果与实船试验数据进行了比较,证明本文方法可靠。进行了该船受6级海况波浪激励的振动响应计算,发现全铝合金穿浪双体船波激振动位移响应较大,远大于常规单体船。还发现高海情中航行时的波激振动应力响应值亦较大。     

初始尺寸对超声疲劳试样的影响及铝合金6063疲劳试验验证

狗骨形试样具有中间等截面段试验有效区。采用悬链线代替圆弧线的轮廓方程,获得了狗骨形试样的解析计算方法。分析结果表明,试样初始尺寸在一定范围内取值时轮廓方程代替所引起的误差控制在3%以内。可通过增大变截面段长度或粗、细端的半径比来缩短试样长度,但增大变截面长度会降低试样位移应力系数。尽管狗骨形试样的位移应力系数不如沙漏形试样,但狗骨形比沙漏形更节省试验材料,而且其位移应力系数也足够满足试验要求。铝合金6063的超声疲劳试验表明,狗骨形试样的设计等式是可行的。铝合金6063的S-N曲线呈现持续下降的趋势,其疲劳裂纹扩展以剪切方式进行,并且呈现裂纹表面萌生机制。疲劳源区与裂纹扩展区之间存在明显的台阶。     

球柱组合壳耐压船体结构静水压力试验研究

球柱组合壳结构在船舶与海洋工程领域应用广泛,为考察球柱组合壳结构的力学性能,设计制作了球柱组合壳模型进行静水压力试验,测量其应力。通过对球柱组合壳结构的应力分布规律的研究,得到了球柱组合壳结构的应力与外压力的关系,并验证了球柱组合壳结构的连接处存在应力集中现象,利用试验数据得到了应力集中系数为1.4。     

不同含水状态下花岗岩失稳破坏特性研究

开展不同含水状态下岩石失稳破坏特性研究,对岩石安全施工及岩石工程灾害预测预警等具有重要意义。本文以花岗岩作为试验对象,将花岗岩在单因素下(不同含水状态)进行单轴压缩试验,通过分析其力学特性和声发射特征参数,探讨其在不同含水状态下受压过程破坏规律。试验表明:不同含水试样应力应变曲线特征不显著,但宏观破坏特征差异较大;干燥、自然、饱和状态下各岩石试样强度依次减小;不同含水状态对试样的累计振铃计数、累计能量有明显影响。     

高阻尼铝合金层压复合材料阻尼特性和工程应用研究

本文研究了新型高阻尼铝合金层压复合材料阻尼性能，包括材料在低频、声频下的阻尼、经与应力应变振幅的关系，阻尼的时效稳定性，材料的工程阻尼特性，并介绍了材料在海军装备上的减振、降噪应用试验研究。     

Al—Si—Cu—Zn急冷钎料制备及润湿性

采用单辊急冷装置制备的两种Al—Si—Cu—Zn急冷钎料钎焊纯铝和6063铝合金，研究其熔化特性、相结构及润湿性。试验结果表明：Al70Si7．5Cu20Zn2．5和Al65Sil0Cu20Zn5急冷钎料主要由αAl、Si相和θ（Al2Cu）三相组成；Al65Si10Cu20Zn5急冷钎料和AL70Si7．5Cu20Zn2．5急冷钎料相比，固、液相线温度均有所降低，熔化区间更小；在纯铝和6063铝合金上均具有更好的润湿性；Al65Sil0Cu20Zn5和Al70Si7．5Cu20Zn2．5急冷钎料和同成分的常规钎料相比，熔化温度降低，熔化区间更窄；在纯铝和6063铝合金上的润湿性均大大提高。     

腐蚀环境对6A01-T5铝合金焊接接头疲劳性能的影响

轨道交通铝合金车体结构在运行过程中不仅承受疲劳载荷的作用,同时也受腐蚀环境的影响.本研究开展6A01-T5铝合金挤压型材焊接接头腐蚀疲劳性能测试,对比分析腐蚀环境对焊接接头疲劳性能的影响.采用MIG焊对6A01-T5铝合金型材进行对接焊接,无损检测合格后,在6A01-T5铝合金焊接试板上取疲劳试样,分别在空气环境下和3.5%氯化钠腐蚀溶液环境下开展疲劳试验,得出S-N曲线并进行断口分析.结果表明：在应力比为0.1、空气环境下6A01-T5铝合金焊接接头中值疲劳极限为91.8 MPa,而3.5%NaCl腐蚀溶液下中值疲劳极限降低为57.3 MPa,疲劳性能下降了约37.6%,腐蚀溶液使6A01-T5铝合金焊接接头在焊缝处产生腐蚀坑,在循环载荷作用下形成裂纹源,加速接头疲劳性能下降.     

不同约束条件下T型板残余应力及极限强度研究

利用ANSYS Workbench软件通过热-固耦合的方法对T型板结构的焊接过程进行模拟,获得不同应力边界条件下焊接残余应力及变形;然后将残余应力和变形分别添加到力学模型中,同时施加位移载荷研究具有焊接初始缺陷的T型板结构压缩极限强度.结果表明:在焊缝及热影响区存在着较大的拉伸应力,T型面板呈现角变形状态;在分别添加焊接残余应力和变形情况下,T型板极限强度都有下降,焊接残余应力对T型板极限强度的影响较焊接变形影响大.     

搅拌摩擦焊在铝合金船舶上的应用

使用传统铝合金焊接技术，因铝合金材料的特性，在高温下熔化，冷却后产生变形，而薄板焊接较大的变形很难校平。搅拌摩擦焊是一种新型纯机械化固相连接技术，其焊接后变形小、质量稳定、力学性能好。介绍搅拌摩擦焊的基本原理和国外的应用状况，与铝合金传统的金属焊条惰性气体焊（MTG）和钨极惰性气体焊（TIG）进行比较，分析搅拌摩擦焊应用的经济性。     

大吨位系泊绞车卷筒筒体结构的有限元分析

针对应用于海工平台的大吨位系泊绞车存在卷筒设计重量较重的问题,文章设计了3种类型的加筋结构,以分析加筋结构对卷筒应力状态的影响,从而达到优化卷筒重量的目的。基于有限元分析软件ANSYS,分析了3种加筋结构的卷筒,并和无加筋结构的卷筒进行了对比。分析结果表明,加筋结构可以较大地改善卷筒应力状态,且环筋和T型筋结构对改善卷筒应力状态较为明显,这将对海工平台大吨位系泊绞车卷筒的轻量化设计及减重降本具有一定的指导意义。     

大吨位系泊绞车卷筒筒体结构的有限元分析

针对应用于海工平台的大吨位系泊绞车存在卷筒设计重量较重的问题,文章设计了3种类型的加筋结构,以分析加筋结构对卷筒应力状态的影响,从而达到优化卷筒重量的目的。基于有限元分析软件ANSYS,分析了3种加筋结构的卷筒,并和无加筋结构的卷筒进行了对比。分析结果表明,加筋结构可以较大地改善卷筒应力状态,且环筋和T型筋结构对改善卷筒应力状态较为明显,这将对海工平台大吨位系泊绞车卷筒的轻量化设计及减重降本具有一定的指导意义。     

不同应力状态下钢筋混凝土梁加速腐蚀试验研究*

开展了不同应力状态下钢筋混凝土梁电解液加速腐蚀试验,研究了加速腐蚀试验中通电时间、钢筋腐蚀率和荷载水平等外界条件对试验构件力学性能的影响,分析了钢筋锈蚀过程中梁截面应变变化和锈蚀裂缝产生情况,为进一步开展应力状态下钢筋混凝土梁的研究提供了试验参考。