Tensile properties of different chemical compositions for TRIP-assisted multiphase steel for automobile structures

The microstructural changes and the tensile properties of TRIP-assisted steels resulting from different chemical compositions were investigated by using SEM, TEM, XRD and UTM. As a result of microscopic observation, the morphology of retained austenite could be characterized by two types: a granular type in steel containing higher Si and a film type in steel having higher C. In the case of the steel containing higher C with a tensile strength of 860 MPa and a total elongation of 38%, the film type retained austenite could be observed among the lath bainitic ferrites. Actually, the metastable retained austenite was required for good formability, which means that the chemical composition plays a significant role in the microstructure and tensile property of TRIP-assisted steel. With respect to the tensile property, each steel type that contained an suitable amount of Si and Mn demonstrated a typical TRIP effect on a stress-strain curve while steel that contained a higher Mn content exhibited similar behaviors, as demonstrated in the dual phase steels.     

超低碳高强度烘烤硬化钢板研究的新进展

８０年代以来，随着冶金工业生产技术和设备的发展，高强度钢板在轿车车身外面板的制造中得到了广泛地应用。超低碳高强度烘烤硬化钢板－ＥＬＣ－ＢＨ钢板的开发和研究已取得在进展，该反具有很好的深冲性和抗凹陷性。重点介绍了国内外开发和研究ＥＬＣ－ＢＨ钢板最新进展。     

高成形性细晶粒热轧板在汽车上的应用研究

对高成形性细晶粒热轧C-Mn钢板在汽车上的应用进行研究,并阐明该钢板具有良好成形性的原因。对高强度细晶粒钢板的焊接性能也进行试验和分析,试验结果表明该钢板的焊接性能良好,焊后的韧性令人满意。     

基于极限约束法的高强度钢板成形性分析及轻量化选材

基于对有限元逆算法的改进,提出了极限约束法.它在计算时只考虑单元边界节点的两种极限约束状态,通过极限约束评判法则来快速、有效地预测板料的成形性;再通过对边界节点约束力的优化计算,可以得到最佳成形结果.文中还对汽车保险杠采用新研发的高强度钢板的成形性进行模拟试验,作为极限约束法的实例验证.     

钢纤维混凝土路面的抗折强度与钢纤维掺量的关系

通过对抗折强度与掺量的对比,混凝土抗折强度随着钢纤维的增加而增大,但在钢纤维掺量为0.8%以后的抗折强度增长随掺量增加便不太明显,且7.65 MPa的抗折强度已经比较高(设计为5.0 MPa)。综合考虑决定在混凝土路面中钢纤维的掺量以0.8%(体积比)为宜。     

桥梁加固设计中碳纤维片材及其粘接材料的使用

叙述了桥梁加固设计中选择使用碳纤维片材及其粘接材料时应注意的几个问题，并且阐述了这些问题对碳纤维设计强度取值的影响，最后提出了采用分项系数法来定义这些影响。     

780 N/mm2 grade hot-rolled high-strength steel sheet for automotive suspension system

590 N/mm²-grade high-strength hot-rolled steel sheet has been applied to an automotive suspension system, and 780 N/mm²-grade has recently been applied on trial to the same parts. Both of the steels used for the suspension system are required to have good formability, especially high stretch-flangeability. This paper describes the effect of the microstructure of the steel on stretch-flangeability. The results of mill trials have shown that the bainitic-ferrite mono-phase microstructure has the best mechanical properties.     

车身用钢板的抗碰撞性能

汽车碰撞时其车身能吸收较多的碰撞能量可提高汽车的安全性,这就要求车身钢板在具有优良成形性能的同时,还要有高的强度和碰撞时吸收能量的性能,这种性能与高应变速度下钢材的性能有关。介绍了不同钢板在高速应变条件下性能的比较,同时用模拟的方法检验了各种钢板的抗碰撞性能,比较它们碰撞时吸收能量的情况。     

广州某地下电缆软土地层钢板桩拔除对既有隧道影响分析

钢板桩以其整体刚度大、打拔桩容易和施工速度快等优点被广泛应用于基坑工程中,但钢板桩在拔除后,土体极易留下孔隙,从而造成地面以及邻近建构筑物开裂。从钢板桩施工特点入手,采用数值模拟方法,对软土地层条件下钢板桩拔除后产生40,100,150,200 mm 4组孔隙宽度时对既有隧道位移和受力影响,以及地表变形等问题进行了分析。结果表明:孔隙宽度越大,既有隧道位移和受力也越大,在孔隙宽度为150 mm时,拉应力增量为4.65 MPa,大于拉应力增量容许值的4.5倍;既有隧道邻近钢板桩侧的位移和受力较远离钢板桩侧要大得多;钢板桩拔除后产生的孔隙对其周边10 m范围内的土体影响显著。由此提出优化拔桩顺序、减小拔桩带泥量、周边土体加固以及加密监测等工程措施,对类似地质条件下钢板桩拔除时邻近建构筑物的保护具有一定的借鉴意义。     

塑性变形诱导相变钢TRIP钢的性能和应用

汽车发展的要求是降低自重、节约能耗、降低排放,但是另一个重要要求是提高安全性和舒适性,后者的要求又会增加汽车的自重。为了解决这种矛盾必须开发新的钢种,它既有高的强度又有良好的成形性,而且在汽车碰撞时能吸收较多的能量以保证驾乘人员的安全。这些新钢种就是先进的高强度钢,TRIP钢就是其中的一种。介绍了生产工艺对TRIP钢性能的影响,TRIP钢与其他钢板性能的比较,以及TRIP钢的应用和应用后的效果。     

工业海洋大气环境下焊接耐候钢Q355NHD腐蚀后力学性能研究

随着钢结构桥梁建设需求不断提高、应用日益广泛,耐候钢以其优良的耐候性能,从材料层面为钢桥防腐提供了一种理想方案;但是,由于中国应用耐候钢的时间较短,耐候钢在某些自然环境下的适用性尚未得到充分论证,对其腐蚀后基本力学性能和疲劳性能的认识尚不完善。为此,以钢桥常用的Q355NHD焊接耐候钢及其对接焊缝为研究对象,针对中国滨海城市常见的工业海洋大气环境,通过周期浸润加速腐蚀试验探讨Q355NHD的耐候性能,并对腐蚀后Q355NHD的单调拉伸性能和疲劳性能开展试验研究。基于形貌观察、基体扫描、锈层分析和腐蚀深度计算等多角度分析,发现在模拟工业海洋大气环境下,Q355NHD尽管会形成具有一定致密性的锈层,但其腐蚀速率等宏观指标相比于普通钢并不突出。腐蚀后单调拉伸试验结果表明:腐蚀8周(等效于青岛受工业污染的海洋大气环境下自然腐蚀20年)后Q355NHD母材试件的屈服强度和抗拉强度分别下降8.1%和7.2%,对接焊缝试件的屈服强度和抗拉强度分别下降14.1%和12.5%。腐蚀后疲劳试验结果表明:腐蚀8周后Q355NHD母材试件和对接焊缝试件的设计疲劳强度分别下降35.6%和30.3%,为317.9 MPa和211.0 MPa,但仍然满足《钢结构设计标准》(GB 50017-2017)中相应构造类别的疲劳设计要求。经与既有文献报道的Q355普通钢试验结果对比,表明尽管Q355NHD在工业海洋大气环境中未表现出良好的耐腐蚀性能,不建议按免涂装使用,但其力学性能在不同批次试验结果中处于较高水平,可以视为一种优质的Q355钢材。     

钢板条-UHPC组合桥面结构静力及疲劳试验

应用UHPC加固正交异性钢桥面时，由于钢面板存在贯穿型裂缝导致UHPC底面抗裂无法满足要求，提出一种新型钢板条-UHPC组合桥面结构。对12个正弯矩作用下钢板条-UHPC组合桥面构件进行静力参数试验，讨论构件的破坏模式及裂缝的发展与分布；对4个构件进行抗弯疲劳试验，研究构件在不同荷载幅作用下的刚度衰减、裂缝扩展、剩余强度，并提出适用于该类构件的S-N曲线。研究结果表明：带钢板条构件裂缝宽度达到0.05 mm时，具备超过20.1~28.0 MPa的名义开裂强度，相比无钢板条构件的7.2~9.7 MPa，对UHPC的抗裂性能强化作用明显；提高钢板条宽度对于UHPC的开裂抑制作用明显，可有效降低平均裂缝间距而延缓裂缝宽度的持续扩展；提高钢板条宽度与UHPC层厚均可大幅提高组合桥面构件的刚度，使得构件在弹性极限后进入更高的强化阶段；钢板条-钢面板连接方式对于构件的破坏模式和裂缝发展无影响；荷载比S≤0.43时，构件在1 000万次疲劳作用后，刚度未现折减，裂缝宽度仅0.03 mm，可认为当S<0.43时，构件具备无限疲劳寿命；S≥0.76时，构件早期存在极高的损伤积累，当刚度开始衰减后，短期内即会达到疲劳寿命极限；对于S为0.43~0.76的构件，UHPC裂缝扩展缓慢，开裂后在短期内不会出现明显刚度衰减，剩余疲劳寿命较高；直接采用目前的疲劳寿命评估方法对4个构件的进行评估，结果差别较大；结合试验结果，提出了针对钢板条-UHPC组合构件的S-N曲线，可为类似结构的疲劳寿命评估提供参考。     

钢板-混凝土组合结构加固盾构隧道衬砌结构极限承载力足尺试验

提出钢板-混凝土组合结构加固盾构隧道衬砌结构的加固方法,该方法采用钢板作为加固材料,钢板与原衬砌结构的界面黏结采用栓钉、植筋、化学锚栓和钢纤维混凝土组合而成的物理界面黏结。其中,焊接于钢板表面的栓钉作为钢板与钢纤维混凝土之间界面的抗剪连接件,植入原混凝土衬砌内表面的植筋作为原混凝土与钢纤维混凝土之间界面的抗剪连接件,化学锚栓提供钢板与原混凝土之间的径向抗剥离力,而采用钢纤维混凝土作为钢板与原混凝土衬砌之间的填充材料,其具有良好的抗裂性能与耐久性。这种界面黏结形式相比传统盾构隧道加固方法中由环氧树脂形成的化学界面黏结,提高了界面的强度、延性以及耐火性,改变了传统盾构隧道加固方法中,结构破坏源自局部界面黏结脆性破坏的破坏模式。以通缝拼装盾构隧道为加固对象,对加固试件进行模拟上部堆载作用下考虑二次受力的整环足尺静力加载试验,分析结构整体的受力过程、破坏模式和极限承载力等,探究钢板-混凝土组合结构加固法对于提高结构受力性能的作用,并将试验结果与内张钢圈加固法进行比较。研究表明:采用钢板-混凝土组合结构加固法加固盾构隧道,保证了界面黏结的有效性,极限承载力状态下,界面黏结良好,使得加固材料与原混凝土衬砌结构能够共同工作,提高了各类材料(钢板、螺栓等)的利用率,结构整体破坏模式具有良好的弹塑性;相比于内张钢圈加固法,钢板-混凝土组合结构加固法的钢材用量减少了29.4%,而结构极限承载力提高了31.1%,结构延性增加501%。     

不同因素对公路用撒播融雪剂碳钢腐蚀影响的试验研究

融雪剂是道路常用的除冰雪方式,然而融雪剂对钢铁有一定的腐蚀作用,为了研究不同因素对融雪剂碳钢腐蚀的影响,试验分别研究了融雪剂溶液浓度、溶液配置方式、挂片旋转速度、不同水质和钢片对碳钢腐蚀率的影响。结果表明:在5%～15%浓度范围内,碳钢腐蚀率影响受融雪剂浓度影响较大,超过15%时,融雪剂浓度对碳钢腐蚀率影响较小,碳钢腐蚀率趋于稳定,且融雪剂浓度越大,碳钢腐蚀率越小;融雪剂中缓蚀剂的释放影响碳钢腐蚀率,不同试验方法对缓蚀剂的释放影响不同,机器高速搅拌对缓蚀剂释放更为有利;挂片旋转试验方法可以保证试片与溶液接触的均匀性,相较于静置试验,碳钢腐蚀率更高;碳钢腐蚀率的结果大小很大程度上取决于钢片的好坏,因此要严格控制钢片的质量。     

采用预制-现浇UHPC板的钢桥面铺装受力性能研究

为解决现有钢桥面铺装因大面积现浇超高性能混凝土(UHPC)产生收缩开裂,需密集配筋,施工现场需要大量蒸养设备等问题,提出了一种采用预制-现浇UHPC板的钢桥面铺装。通过钢-预制UHPC板界面、钢-现浇UHPC板界面和预制-现浇UHPC界面局部模型试验,揭示了采用预制-现浇UHPC板的钢桥面铺装各关键界面黏结性能;通过节段足尺模型试验与有限元分析,明确了车辆荷载下采用预制-现浇UHPC板的钢桥面铺装的荷载效应。研究结果表明：钢-预制UHPC板界面受拉和受剪破坏均发生于粘胶层与预制UHPC板结合面,法向抗拉和切向抗剪承载力可保守地取5.2 MPa和8.7 MPa;栓钉间距在150~320 mm之间时,栓钉加密对钢-现浇UHPC板界面抗剪承载力影响较小,可根据中国规范进行现浇UHPC板中栓钉承载力的计算,抗剪刚度可保守的取110.0 kN·mm^-1;界面凿毛处理和湿接缝采用蒸汽养护,可使预制-现浇UHPC接缝的抗剪强度分别提升23%和20%,预制-现浇UHPC接缝抗剪强度可保守地取2.4 MPa;在3倍车辆设计荷载作用下,UHPC板以及钢-UHPC板界面的应力均小于容许应力。提出的采用预制-现浇UHPC板的钢桥面铺装方案可行。     

Cooling effect of methanol on an n-heptane HCCI engine using a dual fuel system

Homogeneous charge compression ignition (HCCI) engines have the potential to raise the efficiency of reciprocating engines during partial load operation. However, the performance of the HCCI engine at high loads is restricted by severe knocking, which can be observed by the excessive pressure rise rate. This is due to the rapid combustion process occurring inside the cylinder, which does not follow the flame propagation that is seen in conventional engines. In this study, a low compression ratio of 9.5:1 for a gasoline engine was converted to operate in HCCI mode with the goal being to expand the stable operating region at high loads. Initially, pure n-heptane was used as the fuel at equivalence ratios of 0.30 to 0.58 with elevated intake charge temperatures of 180 and 90 °C, respectively. The n-heptane HCCI engine could reach a maximum performance at an indicated mean effective pressure (IMEP) of 0.38 MPa, which was larger than the performance found in the literature. To reach an even higher performance, a dual-fuel system was exploited. Methanol, as an anti-detonant additive, was introduced into the intake stream with various amounts of n-heptane at fixed equivalence ratios in the range of 0.42 to 0.52. It was found that the methanol addition cooled the mixture down prior to combustion and resulted in an increased coefficient of variation (COV). In order to maintain stable combustion and keep the pressure rise rate below the limit, the intake charge temperature should be increased. Introduction of 90% and 95% (vol/vol) hydrous methanol showed a similar trend but a lower thermal conversion efficiency and IMEP value. Therefore, a dual fuel HCCI engine could maintain a high thermal conversion efficiency across a wide load and enhance a 5% larger load compared to a pure n-heptane-fuelled HCCI engine. The hydrocarbon (HC) and carbon monoxide (CO) emissions were lower than 800 ppm and 0.10%, respectively. They were less at higher loads. The nitrogen oxides (NO _x ) emissions were below 12 ppm and were found to increase sharply at higher loads to a maximum of 23 ppm.     

Sheet metal forming simulation considering die deformation

Due to environmental concerns and safety regulations in the automotive industry, the development of strong and lightweight cars has been a hot issue in the last decade. One solution for this purpose would be to use high-strength steel (HSS) and advanced high-strength steel (AHSS). These materials can make the car lighter while maintaining the crash resistance of the vehicle. HSS and AHSS have more resistance force in the die structure compared with conventional steel due to their higher yield and tensile strength and thus, these materials have a greater effect on die deformation during the sheet metal forming process. As a result, die deformation can affect the blank sheet’s drawn pattern, strain, and stress as well as springback. This study presents a sheet metal forming simulation that considers die deformation. The simulation process was compared with conventional simulation methods. Our results indicate that the sheet metal forming simulation with die deformation consideration provides useful information on the die structure as well as formability and springback.     

UHPC-TPO层间黏结性能研究

为避免薄层结构黏结能力不足可能造成的层间滑移、早期破损等问题,采用UHPC-TPO复合试件层间黏结强度试验与有限元仿真相结合的方法,评估UHPC-TPO层间黏结性能。开展常温、高温拉拔试验和剪切试验,分析不同表面处理方式对试件层间力学性能的影响;模拟路面长期老化过程,测定UHPC-TPO老化后层间剩余强度;研究组合试件在受到水损害后层间力学性能的劣化规律。结果表明：常温下UHPC-TPO的拉拔强度大于3.93 MPa,抗剪强度大于15.08 MPa;高温下UHPC-TPO的拉拔强度大于1.12 MPa,抗剪强度大于1.89 MPa;UHPC表面处理方式对层间黏结性能有明显影响,其层间强度由大到小排序依次为抛丸2、抛丸1、清除浮浆;模拟老化剩余拉拔强度为原值的76.9%以上,耐老化性能较好;冻融循环后,UHPC-TPO层间抗剪强度为11.55 MPa,拉拔强度为3.22 MPa,表现出良好的水稳定性;冻融循环剩余强度与冻融循环次数呈指数关系,且剪切强度与拉拔强度具有良好的线性相关性。UHPC-TPO层间黏结性能优良,炎热地区、重载大交通、重要交通通道等对抗剪强度及抗滑移要求较高的工程,可采用UHPC表面抛丸处理,而对于一般工程可采用施工更方便的清除浮浆方式。     

钢纤维掺量及规格对桥梁用超高性能混凝土性能影响的研究

为了探究钢纤维掺量及规格对桥梁用超高性能混凝土施工性能和力学性能的影响,通过设置不同钢纤维掺量(0％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％)和长径比(65、80、90、100)进行对照试验,分别得到试件的扩展度、抗压强度、抗折强度.试验结果表明:当钢纤维长径比为65时,随着掺量的增加,超高性能...     

卵石层深水浅埋基坑钢板桩围堰施工技术

针对桥梁建设过程中深基坑工程地下水位较高的卵石层地区设计和施工难度较大的问题,提出采用钢板桩围堰的施工方案。以百嘉赣江大桥为依托工程,设计钢板围堰,并进行受力验算,结果证明所设计的钢板桩围堰能满足各种工况要求。制定相对应的钢板桩围堰施工方案,确定合理的施工工艺及施工方法,保证施工顺利进行。实践证明,钢板桩围堰强度高、防水好,可重复使用,适合在卵石层深水浅埋基坑等工程中推广应用。