开孔钢板铰缝连接构造受力性能与计算方法研究

针对公路空心板混凝土铰缝易损坏现象,提出开孔钢板连接构造,在空心板间形成类似于钢制铰结构。通过试验验证的空心板间开孔钢板连接构造的推出试验数值模拟方法,研究了贯穿钢筋直径、开孔钢板厚度和开孔钢板强度变化对新型连接构造的抗剪承载力影响。结果表明:铰缝抗剪强度随着开孔钢板板厚、强度及贯穿钢筋直径的增大而增大,增大幅度会逐步减小,开孔板板厚和强度变化对于铰缝抗剪强度的影响小于贯穿钢筋直径变化的影响。最后,给出开孔钢板连接构造的合理构造和抗剪承载力计算公式。     

装配式空心板钢横隔板抗弯数值模拟与破坏机理研究

针对公路空心板混凝土铰缝易损坏现象,提出了开孔钢板连接构造,在空心板间形成钢横隔板结构传递板间荷载。为了掌握新型空心板连接结构的抗弯受力性能,试设计新型空心板桥,在其跨中顺桥向选取单位长度形成横桥向的梁式结构,建立其纯弯加载的有限元模型。为验证开孔钢板在铰缝处弯曲性能模拟的正确性,另外建立了设置开孔钢板的组合梁负弯矩试验模型,利用已有试验结果验证开孔钢板在弯曲受力下数值模拟方法的正确性。研究结果表明,在装配式空心板钢横隔板连接构造受力性能数值模拟中,钢板与混凝土界面法线方向的接触模拟采用硬接触,贯穿钢筋与混凝土的接触关系采用嵌入的模拟方式可以得到较好的效果;空心板钢横隔板结构在荷载作用下的受力机理为:首先由铰缝接触面受力,当接触面达到承载力部分破坏后,由未破坏的铰缝接触面和开孔钢板与贯穿钢筋组成的榫结构受力,直至破坏。     

空心板桥钢横隔板连接结构抗弯性能研究

针对公路空心板混凝土铰缝易损坏现象,提出了开孔钢板连接构造,在空心板间形成钢横隔板结构传递板间荷载。为了掌握新型空心板连接结构的抗弯受力性能,采用已验证纯弯加载的有限元模拟方法进行分析,并给出了新型空心板连接结构的抗弯承载力计算建议公式。研究表明:随着贯穿钢筋直径的增大,新型空心板间连接结构抗弯承载力提高,当贯穿钢筋直径达到一定值时,局部铰缝混凝土破坏将是控制设计的主要因素。开孔钢板板厚和强度相对贯穿钢筋直径影响相对较小,只有在开孔板刚度较小时,开孔板板厚对结构受力影响较大。     

机体和缸盖裂纹修复工艺

发动机机体和缸盖产生裂纹后 ,可根据裂纹的部位和大小采用不同的修复方法。裂纹不大且发生在工作温度不高的部位 ,可采用填补方法 ;裂纹范围集中或有部分破洞的地方 ,可用补板法 ;裂纹较长又不便用补板法修复的 ,可采用补钉法 ;如果裂纹发生在内部且强度要求很高的地方 ,可采用焊接法。目前常用的是电焊冷焊法和补板法。1　电焊冷焊法修复工艺 清洁　用钢丝刷子清洁裂纹 (最好用气火烤一下 )。　　 钻孔　在裂纹两端各钻一孔。 开坡口　用錾子沿裂缝开 75°～ 85°的“V”形槽 ,槽的深度要根据工件厚薄而定 ,一般以不超过工件厚度的 2 /3…     

基于BP神经网络的钢-混组合结构PBL剪力键承载力

为实现钢-混组合结构PBL剪力键极限承载力的准确预测,通过分析既有推出试验结果,对PBL剪力键的作用机理及破坏模式进行总结,确定PBL剪力键纵向抗剪承载力的主要影响因素为开孔直径、钢板厚度、混凝土抗压强度、贯穿钢筋直径、钢板屈服强度等.以神经网络理论为基础,选用误差反向传播(BP)神经网络算法模型,选取钢板厚度、开孔直...     

一种新型抗剪连接件试验研究

抗剪连接件在组合梁中主要用来承受钢筋混凝土翼板与钢梁之间的纵向剪力,是钢腹板与混凝土上、下翼板连接设计的关键环节.提出一种新的翼缘型开孔波折板抗剪连接件,并对传统的开孔直钢板抗剪连接件与这种新型开孔波折板抗剪连接件试件进行推出试验.考察开孔个数、穿筋与否对2种连接件承载力的影响.试验结果表明,在同等条件下,这种开孔波折板抗剪连接件具有更高的承载力.     

钢板弹簧焊接工艺的探索

探索合理焊接工艺和采用开孔镶板方法，以延长汽车钢板簧焊接后的使用寿命。     

钢桥面板弧形切口疲劳裂纹切割修复与优化

对正交异性钢桥面板的弧形切口进行疲劳修复时，切割孔形的优劣决定了疲劳修复效果。以检查到较多弧形切口疲劳病害的钢桥面板为研究对象，采用有限元和结构力流法分析了弧形切口处应力集中的原因。结合4种修复方案对切割孔形的圆弧半径、直线长度和倾角进行参数优化，得到了切割孔形对峰值应力的影响规律。依托钢桥面板弧形切口疲劳裂纹切割、修复工程，选择切割前、后的弧形切口开展试验研究。采用试验车进行纵向和横向移动加载，测试了2片横隔板弧形切口断面和侧面的应力分布规律和轮载位置-应力变化关系，并采用修正名义应力法近似评估其疲劳寿命。研究结果表明：轮载产生的力流通过U肋以剪应力的形式传递给横隔板，力流扩散中遇到弧形切口的阻碍，导致切口处力流高度密集；弧形切口开孔尺寸宜小，开孔半径宜大，避免阻碍力流传递路径；弧形切口优化后，其峰值应力降低58.4%，考虑横向概率分布的等效应力降低55.2%；因增大弧形切口的开孔而削弱截面面积，导致横隔板的平均压应力稍有增大；基于有限元计算和试验测试的峰值应力进行疲劳寿命预测，修复前的疲劳寿命分别为3.8年和7.2年，修复后的寿命分别为58.5年和184.4年，说明此切割修复方法具有良好的加固效果。     

嵌入式波形钢板剪力键推出试验及数值分析

为探究波形钢板剪力键的抗剪性能和破坏机理，设计了开孔和无孔2类波形钢板剪力键试件，进行推出试验研究。测试了试件的抗剪刚度、抗剪承载力、加载过程及破坏模态，随后采用有限元软件对试验全过程进行模拟，并开展波形钢板剪力键构造参数分析，探讨了混凝土强度、钢板厚度和高度的影响。根据试验和有限元分析结果，提出了波形钢板剪力键承载力计算公式。研究结果表明：波形钢板剪力键具有较高的抗剪承载力和良好的延性，当荷载-滑移曲线进入水平段后，仍能承受较大的相对变形，同时保持承载力不降低。无孔类剪力键依靠倾斜钢板材料的屈服来传递剪力，抗剪承载能力较高；开孔类剪力键主要通过倾斜钢板传递剪力，贯通钢筋和混凝土榫也能发挥一定的抗剪作用。剪力键开孔及设置贯通钢筋能增强混凝土板的整体性，开孔类剪力键试件的裂缝分布范围更大。试件破坏时，波形钢板剪力键发生明显变形，钢材达到极限强度，材料的利用效率高；波形钢板厚度、波形钢板高度和混凝土强度均是影响波形钢板剪力键抗剪承载力的关键因素，设计时需综合考虑并进行合理匹配，以便充分发挥各材料的性能；提出的波形钢板剪力键承载力计算公式与试验测试结果吻合较好。     

开孔受压钢板的承载力检算及补强方法探讨

讨论了引起开孔受压钢板承载力下降的主要因素的影响。在对以往补强方法进行了详细的分析比较的基础上，提出了更为合理的补强方法，并给出了开孔受压钢板承载力检算的简易方法。     

点焊结构应力应变场数值模拟分析

采用ANSYS数值模拟软件,对点焊结构焊点附近的应力应变状况进行了详细的分析。分析结果表明,在点焊接头中应力和应变的分布是不均匀的,焊核中心的应力比较小,高应力区主要存在于热影响区内,即点焊接头热影响区附近是易于产生破坏的主要区域,且应力发展趋势是从母材贴合面与焊核交界线向外扩展。模拟分析试样变形状况与试验室点焊结构剪切拉伸疲劳试样的变形形状基本吻合,说明利用有限元数值模拟试验分析是可行的。     

管片钢筋骨架自动焊接技术的设计与应用

为解决当前盾构管片钢筋骨架焊接主要以人工焊接为主，存在劳动强度高、焊接环境差、焊接质量不稳定、焊接效率低下等问题，提出采用自动焊接的方式取代人工焊接。结合自动焊接技术在其他领域中的应用现状，就实现钢筋骨架自动焊接需要解决的具体问题进行分析，基于2步法，同时配套自动焊接生产线及工装夹具设计，即先完成钢筋网片自动焊接，再基于钢筋网片实现整个钢筋骨架的自动焊接。考虑到装备的经济性和灵活性，采用CO2气体保护焊焊接方式。结果表明： 1）钢筋骨架自动焊接系统具有对电力系统要求不高、产品焊接质量均匀可控、系统安全可靠等特点； 2）钢筋骨架自动焊接技术改变了钢筋骨架制作以人工焊接为主的传统加工方式，改善了工人的劳动环境和劳动强度，提高了盾构管片钢筋骨架的焊接质量。     

基于UG的汽车车身焊装夹具的三维模拟设计

以某汽车地板后纵梁总成焊装夹具的设计为例,介绍了汽车车身焊装夹具的结构特点和设计要点。阐述了基于UG三维建模平台的焊装夹具的设计方法,该方法可进行焊装夹具的三维结构设计、三维建模、虚拟装配、焊枪姿态模拟及二维出图等,生产成本及产品报废率低、设计周期短,可逐步取代传统的二维平面设计。     

柔性焊装夹具设计

提出采用成组技术并结合现代CAD/CAM等先进制造技术，实现焊装夹具结构柔性化，即柔性焊装夹具，有利于实现覆盖件焊装过程的柔性化。从而提高焊装夹具设计效率，缩短生产准备周期，加快汽车新产品的开发和研究。     

Approach to assess a fast welding simulation in an industrial environment — Application for an automotive welded part

Fusion welding processes are widely used for joining metal structures, such as pipes, ships, and cars. In general, these joining processes offer a very good compromise between reliability, safety, cost and maintenance which are important issues in the current economical context. The negative heat effects of welding, i.e. distortions and residual stresses of the welded parts, are well known and many researches in this field have already been done in the last decades in order to minimize them. On the experimental side, many sophisticated procedures have become state of the art to deal with this problem. On the computational side, the improvement of the simulation algorithms and the computing power enables the simulations of many physical phenomena occurring during the welding process. The implementation of welding simulation techniques is nevertheless not an easy task and often associated with expert knowledge which hinders their global application in an industrial environment. This paper is focused on the industrial requirements of a welding simulation software with special respect to the needs of the automotive industry. The necessary information to run a welding simulation and the expectations of a weld specialist without deep knowledge in numerical methods are investigated. These expectations are tested on an automotive welded assembly with a commercially available welding simulation software designed especially for the needs of the automotive industry. A welding experiment is done and the measured temperature distributions and distortions serve as reference to validate the simulation results. The result quality of the simulations of temperature fields and distortions is in best agreement with experimental data. The workflow is well adapted for the considered industrial requirements and the time-tosolution as well as the computational costs are acceptable, whereas the efficient calibration of the heat input model is still a point which will be further investigated in current and future research works.     

焊接应力对桥式起重机箱形梁承载能力的影响

该文提出了桥式起重机箱形梁焊接时产生的残余应力对其承载能力的影响问题。通过对纵向残余应力的分布、计算分析以及对箱形梁二次变形的计算分析,文章认为焊接应力对箱形梁承载能力的主要影响是降低了上盖板的屈曲强度,造成箱形桥架下挠,并提出用双二次变形减小焊接残余应力的工艺措施。     

铝合金活塞环槽的氩弧强化工艺

以铁作为活塞铝合金的强化元素之一,利用氩弧堆焊和氩弧重熔将合金元素熔入铝活塞环槽区域使其强化。研究了活塞环槽的氩弧强化工艺,分析了活塞铝合金的焊接性及氩弧强化区的成分、硬度和组织形态。研究表明,在铝活塞上用氩弧局部熔入合金元素时焊接性良好,焊缝组织均匀,堆焊层与基体结合良好。采用氩弧局部强化可提高环槽的硬度和高温耐磨性。     

钢筋气压焊质量管控研究

钢筋气压焊接技术凭借成本低、工效高、接头强度高、节约材料等特点广泛应用于工程建设中。为了让钢筋气压焊技术更好地服务于工程,提升气压焊焊接质量,首先对钢筋气压焊技术和施工工艺进行了简单介绍。通过对钢筋接头常见质量问题的成因分析,发现焊接工人、焊接环境、焊接设备、钢筋材料、管理制度都是影响焊接质量的因素。因此,提出了通过培养高水平工人、规范焊接施工工艺、保证设备处于最佳状态、提供最佳的焊接环境、严格现场管理制度5个措施来提高气压焊焊接质量。     

钢桥面板纵肋双面焊构造疲劳裂纹扩展特性研究

正交异性钢桥面板纵肋构造细节疲劳危害严重,修复困难,传统单面焊构造疲劳抗力不足是导致该部位疲劳开裂频发的主要原因。采用双面焊构造可望显著提高该构造细节的疲劳抗力,而初始焊接缺陷是该类构造细节疲劳抗力的关键影响因素。以双面焊构造为研究对象,基于线弹性断裂力学理论,建立多裂纹扩展模拟方法,通过多裂纹扩展试验验证该方法的可行性;在此基础上,对焊根处存在单一和多个初始缺陷条件下构造细节疲劳裂纹扩展特性进行研究。结果表明：外侧焊根单裂纹、内侧焊根单裂纹与焊根多裂纹扩展模式均为Ⅰ型开裂主导的Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ型复合裂纹扩展模式;多裂纹扩展特性并不显著,多裂纹在扩展初期由于临近裂纹等效应力强度因子幅值的迅速降低而转变为单一裂纹,此后其扩展规律与外侧焊根单裂纹扩展规律基本一致;3种裂纹在扩展初期裂纹形状比变化规律存在差异,但随着扩展深度的增加,等效应力强度因子幅值下降段变化规律基本一致,裂纹扩展达到一定深度后均呈扁平状且随扩展深度增加扁平状趋势更加显著;外侧焊根处的单一缺陷是控制钢桥面板纵肋双面焊构造疲劳抗力的主要缺陷,制造时应采取有效措施避免这类缺陷。     

基于数值模拟的拼焊板焊缝移动控制方法研究

焊缝位置的移动以及布置合理与否是影响拼焊板冲压成形质量的关键。以方盒成形为例，通过数值模拟方法研究了拼焊板焊缝移动规律及其对成形性能的影响，提出了合理布置焊缝位置及采用加拉深筋和使用分块压边板等工艺方法控制焊缝移动，并通过对某纵梁的应力分析得到了合理布置焊缝位置的方案。