Q235钢缺口试件随机疲劳寿命试验研究

讨论了一种用于随机载荷下零构件疲劳寿命预估的有效计算方法。引入材料所吸收的弹性应变能和塑性应变能等参量,在等能量损伤法则下推算出稳态条件下随机载荷的等价常幅应力,并利用MTS810疲劳试验机对Q235钢缺口试件进行了试验验证,对于结构设计阶段和改进阶段或应力响应时间历程无法实测的情况,此法尤为可行。     

钻孔法测量残余应力时双向等应力下孔边塑性变形对残余应力分析的影响

本文根据弹塑性理论基本方程,导出了高水平均匀残余应力场由于钻孔引起的松弛应变与残余应力的关系公式。利用所得关系,研究了孔附近塑性区对残余应力分析的影响。所得结果可用以对基于线弹性理论的残余应力值进行修正。     

钻孔法分析残余应力时应力释放系数的精确计算问题

本文利用联系松驰应变与残余应力的一般关系式,讨论了钻孔法中理论释放系数的精确计算问题,编制了计算释放系数精确值的计算程序,并对几种近似公式进行了比较与讨论。     

采用X射线法测算金属材料内部残余应力的研究

阐述了采用Ｘ射线法测量经感应加热淬火后的４５号钢试样内部的残余应力的原理和方法．试验表明,用Ｘ射线法测量和用修正公式计算残余应力沿层深的分布准确、可靠．     

Q235、Q345钢结构材料的低周疲劳性能

对Q235、Q345钢的低周疲劳性能进行了研究。采用轴向应变控制方法,在岛津电液伺服疲劳试验机上测定了2种钢低周疲劳过程中的循环应力响应特征、循环应力与应变的关系,通过拟合Basquin公式和Coffin-Manson公式得到了2种钢的疲劳寿命公式,据此计算了Nf=100周时的循环能量吸收率σa.Δεt值,并与别的钢筋进行了比较。通过断口扫描发现,Q235钢裂纹起源于试样表面,由于第二相质点和夹杂物的存在,形成微孔洞和微裂纹,互相连接形成疲劳断裂;Q345钢裂纹起源于表面,然后通过不断扩展形成微裂纹,再连接成宏观裂纹,最终导致材料断裂。     

残余应力及其表征参数对材料滚动接触性能的影响

为了深入研究残余应力对滚动接触的影响规律,建立了圆柱滚子轴承二维有限元简化模型,在施加不同残余应力的基础上进行弹塑性分析,并对残余应力的表征参数如梯度、大小和深度等进行了影响研究。结果表明：残余压应力能使弹性变形阶段的接触应力和塑性变形阶段的塑性应变下降;等大的残余拉应力则使二者增大更大的比率。通过参数研究发现：残余压应力梯度越小,塑性应变越小,残余拉应力梯度越接近0,塑性应变越小;残余压应力越大,塑性应变越小,残余拉应力越大,塑性应变越大;残余压应力加深一定值能够降低滚动接触塑性应变,从而提高疲劳寿命,残余拉应力的加深则会引起塑性应变和疲劳损伤的增大。     

预应力自密实再生混凝土梁弹性阶段挠度计算

为了研究预应力自密实再生混凝土梁弹性阶段的挠度变化规律,通过12根预应力自密实再生混凝土梁张拉阶段应变和反拱的实测数据,结合现有理论计算方法及规范公式,推导出预应力自密实再生混凝土梁的弹性刚度计算公式,并基于概率论方法,给出弹性刚度折减系数建议值.通过其他3根预应力自密实再生混凝土梁在弹性阶段的试验来验证建议公式的适用性,结果表明,预应力自密实再生混凝土梁弹性阶段挠度实测值较按规范公式计算值大,且与本文建议公式计算值符合较好.     

残余应力测试中释放系数标定的新方法

采用直线法在同一试件上同时标定残余应力测试中释放系数Ａ，Ｂ值和附加塑性压应变，减少了测试环节，取得了良好的结果。     

准静态Ⅲ型扩展裂纹尖端的粘塑性场

采用一种新的弹性一粘塑性模型,对弹性一粘塑性介质中准静态Ⅲ型扩展裂纹进行了渐近分析.分析计算结果表明,在裂纹尖端附近应力和应变具有幂函数奇异性,文中给出了不同粘性系数情况下裂尖场的奇异性指数,并给出了应力场的角函数变化规律.     

预应力自密实再生混凝土梁弹性阶段挠度计算

为了研究预应力自密实再生混凝土梁弹性阶段的挠度变化规律,通过12根预应力自密实再生混凝土梁张拉阶段应变和反拱的实测数据,结合现有理论计算方法及规范公式,推导出预应力自密实再生混凝土梁的弹性刚度计算公式,并基于概率论方法,给出弹性刚度折减系数建议值.通过其他3根预应力自密实再生混凝土梁在弹性阶段的试验来验证建议公式的适用性,结果表明,预应力自密实再生混凝土梁弹性阶段挠度实测值较按规范公式计算值大,且与本文建议公式计算值符合较好.     

逆焊接处理对不同材料抗应力腐蚀性能的影响

介绍了采用逆焊接加热处理的方法对Q235、16MnR、20g钢等不同材料在酸性和碱性溶液中抗应力腐蚀性能的影响及机理。将每种材料的试件进行加热处理,再用冷却介质只对焊缝处进行快速冷却,从而获得与焊接温度场相反的负温差,降低焊接过程中产生的残余应力。经过350℃处理后的Q235和16MnR钢,在酸性溶液中的腐蚀速率比未处理时分别降低了66.1%和67.9%。实验结果表明,逆焊接加热处理有效的降低了焊接残余应力,并且减缓了应力腐蚀速率,适用于有防止应力腐蚀要求的焊接结构使用。     

Q550 GJ高强钢焊接H型截面残余应力试验研究

为了推动高强结构钢Q550GJ在我国钢结构工程中的应用,研究了Q550GJ高强钢焊接H型截面试件的残余应力分布规律.首先试验研究了Q550GJ钢材的力学性能,其屈服强度、抗拉强度和伸长率符合国家现行规范,屈强比小于0.85.然后设计和加工了7个Q550GJ高强结构钢焊接H型截面构件,采用分割法对其进行残余应力试验.研究了Q550GJ高强结构钢焊接H型截面构件的残余应力分布规律,分析了不同参数的影响.研究结果表明:翼缘中部和腹板两端近焊缝区域出现较大的残余拉应力,但没有达到钢材的屈服强度,且随着宽厚比的变化呈不规律变化;翼缘外伸部分中部和腹板中部都呈现基本恒定的残余压应力;残余压应力随着板件宽厚比的提高而相应减小;其余部位是从残余拉应力到残余压应力转变的过渡区域.     

裂纹柔度法在回火高强度结构钢应力分析中的应用

提高高强度结构钢板的残余应力的测试精度,可以更好地评估回火工艺的有效性,使产品更加安全可靠.常用的残余应力测试方法(如钻孔法、X射线衍射法等)只能测定钢板外表面及浅层的残余应力.采用裂纹柔度法分析回火钢板的残余应力,对Q550D钢板不同回火工艺状态下的应力松弛效果进行了测试.结果表明,裂纹柔度法能够测定钢板全厚度范围内残余应力释放过程中产生的应变,从而判断其应力分布情况,而且这种方法比钻孔法及X射线衍射法更加敏感和精确.     

ZrTiAlN涂层的残余应力分析

采用有限元法分析Q235 A基ZrTiAlN涂层的残余应力,研究涂层厚度、过渡层对残余应力的影响。结果表明:层-基界面边缘处存在明显应力集中现象;涂层内的切向应力和轴向应力主要表现为拉应力,径向应力则表现为压应力。涂层厚度的变化对层-基界面应力的性质与分布影响很小;但随着涂层厚度的增加,界面处的切向应力增大,径向应力和轴向应力减小。加入过渡层后,涂层内残余应力明显减小,其中含有TiAl/Zr过渡层的涂层的切向应力、轴向应力和径向应力的最大值分别降低33%,25%和14%。     

Modified Layer-Removal Method for Measurement of Residual Stress in Pre-stretched Aluminium Alloy Plate

Residual stress is one of the factors affecting the machining deformation of monolithic structure parts in the aviation industry. Thus,the studies on machining deformation rules induced by residual stresses largely depend on correctly and efficiently measuring the residual stresses of workpieces. A modified layer-removal method is proposed to measure residual stress by analysing the characteristics of a traditional layer-removal method. The coefficients of strain release are then deduced according to the simulation results using the finite element method( FEM). Moreover,the residual stress in a 7075T651 aluminium alloy plate is measured using the proposed method,and the results are then analyzed and compared with the data obtained by the traditional methods. The analysis indicates that the modified layer-removal method is effective and practical for measuring the residual stress distribution in pre-stretched aluminium alloy plates.     

铰支轴心受压高强钢管的局部稳定强度折减系数

中国特高压输电塔发展趋势是采用高强钢管塔,国内相关规范中Q420以上强度钢材设计参数不足.对20组不同材料和几何尺寸的高强钢管进行两端铰支轴压试验,并结合有限元计算及国内外相关规范分析其整体和局部稳定性.结果表明,Q420、GR65及Q460钢管轴压强度高于中国规范中对应计算值,且随屈服强度上升这种提高越明显.得出局部稳定强度折减公式是有限元计算值和试验值的下限,可供特高压输电杆塔设计作参考.     

残余应力对单轴对称工字梁稳定承载力的影响

对单轴对称工字形悬伸梁、连续梁进行整体稳定试验前,通过截面法测量了截面中的残余应力分布.根据测量结果和简化分布模型,编写了能描述残余应力大小和分布的ANSYS初应力文件,在非线性分析中以此来考虑残余应力对构件整体稳定性的影响.通过比较试验和有限元分析结果发现,考虑残余应力所得的计算结果与试验结果吻合良好,不考虑残余应力所得到的极限荷载与试验值差别较大.试验结果表明:当梁截面中的窄翼缘尺寸较小时,翼缘中残余应力以受拉为主,其端部残余压应力较小,焊接残余应力对单轴对称工字形悬伸梁和连续梁的整体稳定承载力影响很大,主要是提高作用,有限元计算时应该考虑残余应力.对比分析结果表明,文中所用的残余应力分布模型能够模拟试验梁的真实情况.     

剪切型支撑框架的假想荷载法

为了在钢结构设计中避免确定框架柱的计算长度的复杂性,提出一种应用于剪切型支撑框架的假想荷载法,将假想荷载作用于框架楼层,与其他荷载组合进行二阶弹性分析,框架柱即可取层高为计算长度进行设计.推导了有水平力和无水平力作用时的假想水平力,发现水平力的作用不影响假想水平力的大小.采用几何和材料非线性分析方法,考虑构件初始弯曲、结构初始侧移和残余应力,研究了多种几何条件和荷载条件下的支撑框架,提出假想荷载近似计算公式,并与有限元结果进行对比.通过实际应用算例分析,验证了该简化公式能够应用于支撑框架的设计.     

板类构件内部残余应力测试技术研究

为了克服现有残余应力测试技术难以测定工程构件内部残余应力的局限性,提出一种被称为裂纹柔度法的残余应力测试新方法.基于线弹性断裂力学原理,在被测物体表面引入一条深度逐渐增加的裂纹,通过测定零件表面的残余应变释放量来计算7055铝合金板材内部残余应力分布规律.研究结果表明,裂纹柔度法与逐层钻孔法及X射线衍射法相比,具有更好的敏感性和精确度,可用于测定板类构件内部残余应力.