拉伸试样弯曲率对屈服强度测试值的影响

分析了输送管管体横向拉伸试样弯曲度对屈服强度测试值的影响，从理论初步阐明了管体横向拉伸试样的弯曲会引起屈服强度测试值的降低，并提出在相关的标准中应对管体横向度样的展平程度作出规定。     

大口径高钢级螺旋埋弧焊管强度测试影响因素分析

针对西气东输二线用大口径高钢级螺旋埋弧焊管,采用两种试样进行拉伸试验.综合分析影响螺旋焊管强度测试的因素,如试样形式、试验方法等.研究结果表明:不同形式试样测定的螺旋焊管管体横向屈服强度值是包辛格效应、形变强化效应及组织等因素综合作用的结果;包辛格效应是影响其屈服强度测试结果的主要因素;测定屈服强度时采用的总伸长量应根据胀环试验测定的管体实际屈服强度值确定.     

焊接接头几种取样方式拉伸试验结果对比分析

以304不锈钢对焊试板为研究对象,分别沿母材、全焊缝以及垂直焊缝方向进行取样,探讨了采用接头横向拉伸试验获得焊缝屈服强度的合理性,同时对比了几种取样方式所获得的抗拉强度和断后伸长率的差别。结果表明:接头横向拉伸试验获得的屈服强度介于母材试样的与全焊缝试样的之间,且使用不同标距长度的引伸计及不使用引伸计所获得的屈服强度也存在较大的差异,屈服强度的测试结果受所选引伸计的影响极为显著;接头横向拉伸试验获得的抗拉强度也介于母材试样的与全焊缝试样的之间;而接头横向拉伸试验所获得的断后伸长率则远远低于母材试样的及全焊缝试样的。     

UOE直缝埋弧焊管横向屈服强度测定的影响因素

针对UOE直缝埋弧焊管横向屈服强度测定的3个重要影响因素,分别讨论了钢管横向板拉伸试样的压平影响和钢管横向圆棒拉伸试验的应变时效现象,并分析了拉伸试验速率的影响。得出了横向板拉伸试样的屈服强度低于圆棒拉伸的结果是由于试样的不平直原因引起的结论,同时对UOE钢管圆棒拉伸应变时效的防止和不同实验室拉伸速率的统一提出了建议。     

矩形拉伸试样夹持位置对金属材料强度测试值的影响

通过X70管线钢板和S690QL高强钢板的室温拉伸试验,研究了矩形拉伸试样夹持位置对钢材强度测试值的影响。结果表明:在试验人员、试验机及引伸计、试样、试验方案、试验环境均相同的前提下,试样夹持在夹头的边缘与夹持在夹头的中间相比,测得的下屈服强度ReL、上屈服强度ReH和抗拉强度Rm几乎没有变化,但会造成试样的拉伸应力-应变曲线弹性变形阶段异常,从而影响对规定塑性延伸强度Rp0.2及规定总延伸强度Rt0.5的测试。     

管线钢管屈服强度的稳定性试验

针对目前API Spec 5L-2009《管线钢管规范》中采用冷压平方法测试管线钢管屈服强度的不稳定性问题,采用双肩圆试样拉伸、展平率法板试样拉伸、预拉伸至弹性极限Rp0.02板试样拉伸和预拉伸至弹性极限Rp0.01板试样拉伸四种方法对不同取样方向的管线钢管试样进行了拉伸试验,并对四种方法测得的屈服强度结果进行分析比较。结果表明:双肩圆试样拉伸法由于不是全厚度试样,因而不能真实地反映管线钢管的屈服强度,且试样加工比矩形平板状试样更为繁琐;展平率法板试样拉伸方法由于同一取样角度只计算一个试样的展平率,因而试验结果比较分散,且需要采用滞后环法对试验数据进行处理,工作量较大;预拉伸至弹性极限板试样拉伸方法可以方便、准确地计算出管线钢管的屈服强度,但预拉伸至弹性极限Rp0.02时的非比例伸长延伸率稍大,因此建议采用预拉伸至弹性极限Rp0.01板试样拉伸的方法测试管线钢管的屈服强度。     

滑托盘力学性能测试方法及验证

目的简化滑托盘力学性能的测试方法。方法考察滑托盘的使用特点,并参照相关国家标准,提出滑托盘材料应进行拉伸和撕裂力学性能测试,确定试样的制备形状、尺寸以及测试方式和条件,对纸和塑料这2种滑托盘材料进行测试验证。结果拉伸性能的试验中,纵向试样大于横向试样的强度,横向有压痕试样的强度最低;撕裂性能的试验中,横向试样大于纵向试样的强度,纵向有压痕试样的强度最低。结论考察滑托盘材料的力学性能时,只需要分别考察横向有压痕试样的拉伸强度和纵向有压痕试样的撕裂强度,即可快速得到滑托盘材料的最低强度,进而计算得到滑托盘的承载能力。     

预应变对X80级螺旋缝埋弧焊接管线钢拉伸性能的影响

对X80级钢螺旋缝埋弧焊接钢管材料进行轴向拉伸预应变量与拉伸性能关系的试验研究。结果表明：随着预应变量的增加（≥1．5％）,管体横向的屈服强度上升,而抗拉强度则无明显变化。     

焊接接头横向拉伸试验结果分析

通过一系列对比试验,研究分析了Q345焊接试板焊接接头横向拉伸性能与全焊缝和焊板母材之间的差异,探索接头横向拉伸所得屈服强度与断后伸长率的合理性。结果表明,接头横向拉伸所获得的屈服强度值介于母材与全焊缝的值之间,且试验结果受所用引伸计标距的影响较为显著;接头横向拉伸断裂位置虽在母材上,但抗拉强度值要高于母材强度近20 MPa,断后伸长率则比母材低了近10%,但仍高于全焊缝的值。     

多层316L不锈钢板真空扩散连接研究

实现了150层316L不锈钢板的真空扩散连接,通过拉伸测试和金相观察,得到了接头力学性能和界面组织特征。结果表明,高温退火后母材的屈服强度和拉伸强度明显下降,断后伸长率显著提高。相较于高温退火后母材的力学性能,垂直试样的屈服强度高,但拉伸强度和断后伸长率低;平行试样屈服强度高,拉伸强度与母材相当,断后伸长率低。室温和高温垂直/水平拉伸试样均呈现出典型塑性断裂特征。接头顶部、中部和底部等各区域扩散连接质量良好,界面组织特征相似。      

JCOE直缝埋弧焊接钢管拉伸性能中的包申格效应

通过对同钢级同壁厚钢板和钢管的横向和纵向拉伸性能测试,分析了JCOE工艺在制管过程中的包申格效应。结果显示,利用JCOE工艺制成的直缝埋弧焊接钢管,母材横向屈服强度和横向屈强比呈下降趋势,而且钢管口径较大时,两者下降都较明显;母材纵向的屈服强度及其屈强比均有上升趋势;钢管母材横向和纵向抗拉强度都呈上升趋势。     

油气输送管典型应力状态下的屈服行为研究

准确计算油气输送管的实际屈服强度对合理确定输送压力有重要影响。该文分析了4种应力状态下对屈服强度有明显影响的钢管轴向应力,发现管材横向小试样试验时,轴向应力为零,工厂静水压试验时,轴向应力小于零,裸露钢管静水压试验时,轴向应力为环向应力的一半,埋地服役状态时,轴向应力为0.3倍环向应力。并从理论和试验两方面分析了实物钢管屈服强度与管材小试样屈服强度的差别。理论计算表明,4种应力状态下,屈服时vonMises理论计算的钢管环向应力值大于或等于Tresca理论计算值,其中裸露钢管受内压状态下,vonMises理论计算的管道屈服环向应力为1.15倍管材屈服强度,Tresca理论计算值为1.0倍,6根钢管爆破试验及小试样拉伸试验表明,该值为1.18倍。vonMises理论比Tresca理论更适合油气输送管的屈服计算。     

New unloading compliance correlation for throughwall circumferentially cracked pipe to measure crack growth during fracture tests

Crack growth is generally measured during fracture experiment of specimen or component. The unloading compliance technique is commonly used for this purpose because of its simplicity. It infers the crack length from unloading compliance of cracked component. The pre‐requisite of this technique is the availability of an equation that correlates crack length with unloading compliance. While such correlations are available for compact tension and three‐point bend specimens, it is not available for big components such as pipe or pipe bend. Development of such a correlation for throughwall circumferentially cracked (TCC) straight pipe under bending, therefore, forms the objective of the present study. However, the challenge to develop such correlation for TCC pipe is that the equation should contain not only crack length as a function but also the current deformation or load level as a parameter. This is attributed to the fact that the circular cross section of the pipe ovalizes during deformation leading to change of bending stiffness of the cracked body. New compliance correlations have been proposed for TCC pipe under bending load considering these complexities. Elastic‐perfectly plastic material behaviour has been assumed to characterize the material stress–strain response. However, it has been shown that error due to this approximation with respect to the actual stress–strain behaviour is negligible if one chooses flow stress equal to average of yield and ultimate strength. The proposed correlations are expressed in terms of normalized parameters to make them independent of specific values of geometric dimensions such as radius, thickness and span length of four‐point bending loading system. Effectiveness of this normalization has also been verified by carrying out a sensitivity study.     

冷成型制管对钢材力学性能的影响

对冷成型直缝焊接圆钢管弯制前的原料板材和弯制后的管材的力学性能变化进行了试验对比研究。结果表明：管材的屈强比不小于原料板材的屈强比,且屈服强度和抗拉强度都有所增长;管材塑性降幅较大;管材纵向冲击功变化不明显,横向冲击功有显著降低;因此钢管的力学性能不能以原料板材的力学性能代替。     

复合材料夹芯板低速冲击后弯曲及横向静压特性

对低速冲击后的复合材料Nomex 蜂窝夹芯板进行了纯弯曲和准静态横向压缩实验, 用X 光技术、热揭层技术和外观检测等对板内的损伤进行测量, 分析了被冲击面在受压情况下蜂窝夹芯板的弯曲破坏特点, 对比了横向静压与低速冲击所造成的板内损伤, 讨论了不同横向压缩速度时接触力P-压入位移$h 的变化规律和损伤情况。结果表明: 低速冲击可使蜂窝夹芯板的弯曲强度大幅度降低; Nomex 蜂窝夹芯板对低速冲击不敏感。      

单层和双层足尺度海底管道抗冲击性能分析

海底管道在服役过程中除了受到常规荷载作用外,还会受到各种意外的冲击载荷作用而失效。为了研究承受横向冲击载荷作用下海底管道的动态特性,对三个单层和一个双层的足尺度管道进行了落锤冲击试验,获得了横向冲击作用下管道的破坏形态、冲击力时程曲线、位移时程曲线及应变时程曲线。建立了分析冲击荷载作用下海底管道失效过程的有限元模型,并通过与试验结果的对比验证了模型的精确性。利用有限元模型研究了冲击高度、材料屈服强度、管道长细比和径厚比等参数对管道抗冲击性能的影响。研究结果表明:海底管道在冲击载荷作用下的破坏模式是局部凹陷处弯曲屈服,由管道的整体弯曲变形与冲击凹痕部位的局部弯曲耦合形成。与单层管道相比,双层管道由于内层管道参与抵抗冲击荷载的作用,从而具有更好的抗冲击性能。管道钢材的屈服强度的增加可有效减小冲击作用下的局部凹陷变形。     

焊接工艺对不锈钢角焊缝连接试件力学性能影响研究

对12个奥氏体型及12个双相型不锈钢正面角焊缝和侧面角焊缝连接试件进行了单调拉伸试验,考察了不同焊接工艺对角焊缝连接力学性能的影响。结果表明:采用氩弧焊焊接工艺的不锈钢角焊缝试件破坏面与电弧焊焊接工艺的试件破坏面形状相差较大,后者破坏面更加光滑;同时由于受到复杂应力的作用,正面角焊缝试件的真实破坏角度并不为相关规范规定的理论值45°;对于奥氏体型不锈钢角焊缝,氩弧焊试件与电弧焊试件的强度比分别为1.03 (正面角焊缝试件)及1.13 (侧面角焊缝试件),相对变形量之比为1.46及1.11;而对于双相型不锈钢角焊缝,两者的强度比分别为1.12和1.04,相对变形量之比为1.66及1.45;氩弧焊试件表现出了更好的力学性能。对于两种不锈钢材料,正面角焊缝强度均远大于侧面角焊缝的强度,建议在工程设计和相关规范的编制/修订中考虑正面角焊缝强度提高的影响。     

STS管幕结构抗弯性能试验研究及参数优化

沈阳地铁某车站采用STS（Steel Tube Slab）管幕结构作为初期支护,在施工阶段需承受上覆土压力和路面荷载,其横向承载力对整个工程的安全尤为重要。该文基于6榀STS管幕简支梁的对称集中荷载抗弯试验,研究了STS管幕构件的破坏过程、裂缝开展模式及破坏机理,并对比分析了混凝土强度、钢管间距以及管间横向连接方式对承载力的影响规律。基于ABAQUS建立数值计算模型,进一步研究了钢管壁厚、翼缘板厚度等参数对STS管幕构件承载力的影响规律,并根据计算结果提供了翼缘板厚度与钢管壁厚之比的合理取值范围。研究成果将为STS管幕构件的设计提供参考依据。