基于断裂力学的高强度钢材梁柱节点受力性能分析

为了研究国产Q460C高强度结构钢材梁柱节点的断裂行为,该文基于断裂力学理论,计算了Q460C高强度钢材焊缝及热影响区材料的断裂韧性,并且采用三维有限元断裂模型,以I型裂纹尖端应力强度因子K_I和J积分为定量的评价指标,分析了焊缝及热影响区不同长度的裂纹对梁柱节点断裂韧性的需求。弹性分析表明,K_I沿梁翼缘宽度方向呈W形分布,最大值出现在翼缘中心,且与名义弯曲应力呈线性关系,而焊根裂纹的断裂韧性需求比热影响区裂纹更高。弹塑性分析表明,J_I最大值出现在翼缘的边缘,热影响区裂纹的断裂韧性需求比焊根裂纹更高。研究结果表明,Q460C高强度钢材梁柱节点的断裂由焊根裂纹控制,断裂承载力与梁全截面塑性承载力相近,临界转角小于0.02rad,因此建议通过改善焊接工艺或局部构造来保证节点拥有足够的转动能力。     

结构钢材高温过火后性能研究

由于钢材的特殊性,钢结构的火灾危险性是不可忽视的。越来越多的真实案例也需要进一步对高温过火后钢结构的性能进行评估,从而对其可否继续使用以及如何修复给出意见。通过总结国内外学者对钢结构高温过火后母材及焊缝静力拉伸性能的研究,同时根据所收集到的试验结果,对结构钢材高温过火后力学性能指标进行拟合分析,为进一步完善钢结构高温过火后性能的研究提供基础。     

空间网壳结构中新型铸钢节点简化设计方法

铸钢节点是适用于空间结构的一种新型节点形式.铸钢节点由于其良好的适用性正逐渐应用于大跨度空间结构,但目前尚无国家规范可依.本文对自行研制的新型铸钢节点进行有限元分析,结果表明,其在构造和受力方面都满足结构的要求.在此基础上,利用经过试验验证的可靠的有限元模型进行弹性有限元分析,研究铸钢节点在不同受力状态下的应力分布,并与由材料力学方法得到的结果进行比较,给出了铸钢节点的应力集中系数,并进一步提出了该铸钢节点的简化承载力计算公式.简化计算公式与试验、有限元分析结果的比较表明,该公式具有一定的安全储备,可用于工程设计.公式的提出极大地方便了设计计算工作.     

风-燃气混合发电对孤立电网动态特性的影响

将风力发电接入孤立电网可降低发电成本,但风电的不稳定性却使孤立电网的动态特性受到极大影响.分析了并网运行下燃气轮同步电机的动态特性,给出了带有全功率变换器的永磁同步发电系统的模型和并网特性.此处以国内第一座海上风电站为研究背景,建立了该孤网的PSCAD/EMTDC仿真模型.仿真结果表明,在一定容限的风机并网和风机全功率...     

高强钢螺栓连接电弧热喷铝接触面抗滑移系数试验研究

高强钢结构对连接承载力的要求提高,为在高强钢结构中应用高强度螺栓摩擦型连接,需改进接触面处理方式以提高抗滑移系数.电弧热喷铝是一种新的接触面处理方式,其抗滑移系数较高,但目前电弧热喷铝接触面相关研究较少,应用于高强钢结构时缺少设计依据.针对Q460C,Q460D,Q890C三种牌号的高强钢,以及电弧热喷铝、轧制表面砂轮...     

高强度钢材工字形截面轴心受压短柱局部稳定试验研究

针对高强度钢材焊接工字形截面轴心受压短柱的局部稳定性能,对9个Q460C工字形截面短柱进行轴心受压试验,分析试件局部屈曲应力、极限应力随板件宽厚比的变化规律,研究翼缘、腹板嵌固系数的取值。此外,将屈曲应力、极限应力试验结果与我国、美国和欧洲钢结构设计规范的相应设计计算结果进行对比分析,研究相应规范对于高强度钢材的适用性。结果表明：翼缘的嵌固系数可取为定值1.0,腹板的嵌固系数不宜取为定值;GB 50017-2003《钢结构设计规范》中关于高强度钢材工字形截面短柱的局部屈曲应力的计算结果是不合理的;AISC 360-05规范的极限应力计算值误差较大,但偏于保守;Eurocode 3规范的极限应力计算值与试验值较为接近,但大部分计算结果较试验值偏大。为此,建议提出新的公式计算工字形截面短柱的局部屈曲应力,而对Eurocode 3规范关于工字形截面短柱的极限应力计算公式进行修正,使其能适用于Q460C高强度钢材。     

国产建筑结构用钢板设计指标和可靠度分析

我国现行钢结构设计规范中仅有Q345GJ钢的设计指标。为了补充其他较高强度建筑结构用钢板（主要是Q390GJ钢、Q420GJ钢和Q460GJ钢）的设计指标,对国产建筑结构用钢板的可靠度进行了分析。在对Q390GJ钢、Q420GJ钢和Q460GJ钢的材料性能调研统计的基础上,结合已有的对钢结构几何参数不定性、计算模式不定性的研究,计算得到了建筑结构用钢板抗力不定性的统计参数。利用验算点法,计算得到了建筑结构用钢板在不同荷载组合下的抗力分项系数,并分析了其变化规律。经过比较试算,提出了适用于不同情况下的建筑结构用钢板抗力分项系数和设计强度建议值。最后对上述设计指标进行了可靠度校核。分析结果表明,所提出的建筑结构用钢板设计指标满足GB 50153-2008《工程结构可靠性设计统一标准》的要求,具有一定的可靠性。     

港口皮带输送机的节能优化

文章介绍了一种港口皮带输送机节能优化控制系统,该系统通过对前级皮带输送机运行电流和断面流量的测量,从而实现后级皮带输送机运行速度的动态调整,实现"有料高速,无料低速",大幅降低皮带输送机空载能耗。     

各国规范轴心受压构件相关稳定设计方法对比分析

钢结构轴心受压构件在板件宽厚比超过一定范围时会发生整体局部相关失稳。介绍美国、欧洲、中国和英国4种钢结构设计规范中关于轴心受压构件相关稳定的设计方法,并以焊接工字型截面轴心受压构件为例对各种规范的设计方法进行对比分析。美国钢结构设计规范通过引入屈曲折减系数Q对强度进行折减的方法考虑板件局部屈曲的影响,欧洲和英国钢结构设计规范均采用有效截面面积考虑板件的局部屈曲,并对构件长细比进行一定程度的折减。我国钢结构设计规范对于轴心受压构件相关稳定的设计方法仍需进一步研究和完善。     

高强度结构钢材Q460-C低温冲击韧性试验研究

高强度钢材在建筑行业中逐渐被应用,而随着钢材强度的增大,其韧性性能会有一定程度的退化,特别是在低温环境中更加明显。因此,有必要研究高强度建筑钢材的冲击韧性。通过对14 mm厚的高强钢材Q460-C进行低温下的冲击韧性试验,并将其夏比冲击功值与60,90,120,150 mm厚Q345的AKV值进行比较分析。结果显示,Q460-C的冲击韧性随温度的降低而下降,在20～-20℃,14 mm厚Q460-C钢材的低温冲击功值依次低于同温度下的150,120,90,60 mm厚Q345的AKV值,在低于―20℃时,Q460钢材的强度对其低温脆性的影响没有Q345钢材的厚度对其低温脆性的影响明显。同时,还利用Boltzmann函数对试验结果进行拟合分析,得到Q460-C钢材的韧脆转变温度为-11.1℃;最后对不同温度点下的冲击试件断口进行扫描电镜分析,观察到-20℃下冲断的试件断口形貌有相当的脆性特征,基本已完成了从韧性向脆性断裂的转变。试验表明,Q460-C钢材的低温脆性特征明显,应引起足够重视。