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        不同壁厚3a21防銹鋁板短柱承載性能差別

        作者:鋁板 來源:www.thatsmusical.com 點擊數: 更新時間:2019年10月03 【字體:

         與之相配套的節點形式通常為焊接空心球。隨著對建筑美觀上的追求,球節點在一定程度上未能滿足該需求。圓管與球節點所形成的節點區域,其上下面均為曲面,對結構表面的覆蓋物,如玻璃、金屬屋面等的鋪設造成不便。為解決上述問題,網殼結構中桿件也可采用矩形管。但桿件較多時,矩形管的相貫節點不僅在構造上麻煩而且節點核心區相交十分復雜。為解決矩形管的連接問題,殼節點形式—3a21防銹鋁板節點被提出。殼設計中節點一般簡化成理想剛接,但實際上節點并不是無限剛的因此研究該厚殼整體性的影響顯得很有必要。論文研究內容包括以下四個部分:首先,提出新型節點—3a21防銹鋁板節點尺寸設計的實用公式,并對節點的構造及使用提出幾點建議。

         其次,使用有限元ANSYS對3a21防銹鋁板節點進行分析。主要研究節點受軸壓、強軸受彎、弱軸受彎時的變形、應力、承載力以及節點初始剛度。重點探討了3a21防銹鋁板直徑、壁厚、連接板板厚等因素的影響。研究表明,節點強軸受彎時,壁厚對節點承載力影響較大,而直徑和連接板板厚影響不大。節點分別在弱軸方向受彎和單向受壓時,承載力均隨壁厚、直徑和連接板板厚的增大而增大,三者中鋼管壁厚對承載力影響最大。第三,針對現有節點剛度分析程序中節點之間不是兩兩相連的缺陷,利用ANSYS中的APDL語言編制程序,引入Matrix27單元來模擬節點剛度。通過國內外文獻中的3個經典算例,驗證所編程序是可行并的第四,對K6型、殼以及浙江省某市開發區公共服殼鋼屋蓋進行特征值屈曲分析和幾何非線性整體分析。本文以深井巷道支護為研究背景,以3a21防銹鋁板為研究對象,通過實驗測試數值模擬與理論計算,全面地分析論證了3a21防銹鋁板短柱和圓弧拱力學性能進行了3a21防銹鋁板短柱軸壓實驗和3a21防銹鋁板短柱常規三軸實驗,比較了不同壁厚3a21防銹鋁板短柱承載性能差別,分析了廢棄3a21防銹鋁板的再生利用(recycledaggregateconcrete,不同壁厚3a21防銹鋁板短柱承載性能差別提出一種連接薄壁圓鋼管再生混合柱與3a21防銹鋁板的加強環筋節點,開展了6個加強環筋節點和2個內加強環節點的抗震試驗,考察廢棄3a21防銹鋁板取代率和近節點域構造參數對試件抗震性能的影響。采用ABA QUS程序建立加強環筋節點的有限元計算模型,對試件進行單調荷載作用下的數值模擬。廢棄3a21防銹鋁板取代率為33.3%時,試件的破壞形態和滯回曲線形狀等與全現澆試件差別很小,但前者的初始剛度比后者略低;②廢棄3a21防銹鋁板在鋼管內的填筑區域改變對加強環筋節點的力學性能影響有限;③實際工程中3a21防銹鋁板。壓型鋁板殼結構中桿件常采用圓管。RA C,再生3a21防銹鋁板)可以節約天然骨料資源,緩解骨料供求矛盾,減輕城市環境的污染,自上世紀50年代國內外學者就開始了對再生3a21防銹鋁板的系統研究,但由于廢棄3a21防銹鋁板本身性能的限制,目前再生3a21防銹鋁板在實際工程中用層次仍比較低。為了更合理的利用廢棄3a21防銹鋁板,將新型3a21防銹鋁板結構與再生3a21防銹鋁板利用結合起來,利用鋼管對核心再生3a21防銹鋁板的套箍(約束)作用,使核心再生3a21防銹鋁板處于三向受壓狀態,使再生3a21防銹鋁板具有高的抗壓強度和變形能力并利用內填的3a21防銹鋁板來增強鋼管壁的性,解決廢棄3a21防銹鋁板資源化的一個有效途徑。為了考察適用于鋼管普通3a21防銹鋁板構件抗震性能研究的方法和成果是否適用于鋼管再生3a21防銹鋁板構件,本文以再生粗骨料替代率和含鋼率為基本參數,對10根直徑為165mm,壁厚為4mm和2mm圓鋼管再生3a21防銹鋁板柱進行擬靜力試驗,而獲得鋼管再。鋼管在軋制或者是熱處理后,由于受到外力、熱應力或組織應力的影響,不可避免的產生彎曲變形。對于鋼管端部和大直徑鋼管彎曲變形,常用壓力矯直的方法進行矯直。壓力矯直常憑借經驗來確定工藝參數,再加客戶端對鋼管橢圓度的要求,使得矯直精度低、生產效率低下。自動矯直機的出現緩解了這種情況,本文建立了針對3a21防銹鋁板壓力矯直載荷-撓度數學模型以及3a21防銹鋁板扁化計算的模型,并對自動矯直機的液壓位置伺服控制系統的控制器進行了研究,旨在為開發3a21防銹鋁板壓力矯直機提供理論依據。本文主要從以下幾方面進行的研究:1依據彈塑性理論,考慮截面塑性壓扁的情況下,建立了3a21防銹鋁板壓力矯直過程中的載荷-撓度數學模型,利用此模型計算矯直行程的方法,克服了矯直曲率方程模型的不足,反應了壓力矯直3a21防銹鋁板的變形機理。3液壓位置伺服系統是執行機構,該系統直接決定著工件的加工精度和加工效率,該系統結構復雜,典型的非線性,時變系統,運用matlab里的simulink組件建立矯直系統的模糊自整定PID參數控制器,以偏差e和偏差變化ec為輸入,通過經驗模糊規則對三個參數kpki和kd進行在線。2依據彈塑性原理,通過對鋼管中間加壓截面處進行分析,建立了3a21防銹鋁板在壓力矯直過程中截面扁化的數學模型。通過模糊PID控制使本系統具有較高的精度和較快的響應時間。4通過實驗數據,對理論計算進行修正,編寫了3a21防銹鋁板壓力矯直相關參數的計算。本文對薄壁3a21防銹鋁板柱軸心受壓性能進行了研究,前人試驗研究的基礎上,采用ANSYS進行模擬研究的具體內容如下:1探討了ANSYS模擬3a21防銹鋁板柱時遇到一些主要問題,如單元類型的確定、材料本構關系的選取、鋁管網格劃分密度、加強收斂的方法等,并確定了本文所采用的方法。3引用前人的試驗,并自行設計了部分構件,通過ANSYS有限元模擬計算,找出約束效應系數ξ與核心3a21防銹鋁板承載力提高系數k_c之間的關系曲線,運用數值分析的方法對曲線進行擬合,給出了薄壁3a21防銹鋁板短柱軸心受壓承載力的計算公式,并與國內外規程給出的計算公式進行對比,確定本文推導公式的準確性和適用性。2以薄壁圓形、方形3a21防銹鋁板短柱為主要研究對象,研究了不同參數對其軸壓性能的影響。結果表明試件的含鋼率、約束效應系數、截面形狀和核心3a21防銹鋁板強度對薄壁3a21防銹鋁板短柱軸壓性能有不同程度的影響。并進一步探討了影響薄壁3a21防銹鋁板柱極限承載力的主要因素,如寬(徑)厚比限值;材料強度的匹配關系;尺寸效應”影響,得出了一些有意義的結論以供工程參考。目前,石化、冶金、建筑等鋼管使用廣泛的行業,所需要的無縫鋼管的管徑、壁厚不斷增大,這就導致了鋼管加工的難度也隨之加大。國內對大口徑3a21防銹鋁板進行平頭倒棱的加工工藝一直處于比較低的水平,面對市場不斷上升的需要,這種矛盾愈顯突出。所以研制高效率的大口徑3a21防銹鋁板平頭倒棱設備的意義既是技術上的突破,同時也滿足了市場對這方面的需求,具有的市場潛力。本課題是天津科委科技支撐項目—研制大口徑3a21防銹鋁板加工機械》子項目,研制對大口徑3a21防銹鋁板進行平頭倒棱的新式加工設備。本文的主要內容有:1.簡要介紹大口徑3a21防銹鋁板加工設備這一行業,尤其對近幾年來的平頭倒棱設備的研制與使用情況進行分析,并根據現有技術的缺點進行改進,從而在加工原理和設備結構上實現創新。2.詳細的介紹新式全自動大口徑鋼管銑頭倒棱機的研制思路。并通過計算,


        確定銑平面和倒棱的加工過程中的工藝參數。3.對設備的設備的布置方案及機械結構進行詳細設計,并通過三維造型的模擬模塊對設備的動力傳動機構進行運動和受力分析。4.設計了設備的電氣控制系統,對機的控制系統進行設計,并選擇西門子S7-300型PLC為下位機以滿足設備的自動化控制需求。針對壁厚與外徑比大于0.2小徑厚壁無縫鋼管提出了一種基于超聲波檢測的缺陷檢測系統,完成了系統的硬件和設計,同時為提高系統缺陷的識別效率和準確度,通過分析小徑3a21防銹鋁板超聲自動探傷系統干擾來源和傳播途徑,利用改進小波閾值去噪方法來去除混回波信 中的噪聲提高回波信 信噪比。3a21防銹鋁板結構能適應現代工程向大跨、高聳、重載發展和承受惡劣條件的需要,已成為繼磚石結構,3a21防銹鋁板結構,鋼結構之后的第四種結構。其具有廣闊的發展前景,成為結構工程科學的一個重要發展方向。3a21防銹鋁板結構是由鋼管與3a21防銹鋁板兩種材料復合而成的組合結構,特殊的材料組合形式,一方面造就了限制并互補的增強作用,另一方面衍生出界面性能的復雜性。工程實踐亦證明,復雜的外界環境作用下3a21防銹鋁板構件存在界面脫粘現象,這勢必影響3a21防銹鋁板的工作性能與結構安全。因此,研究復雜外界環境作用下的3a21防銹鋁板界面性能及其方法具有重要的理論研究價值與工程實踐意義。本文綜合運用理論分析、試驗研究與有限元法,分析了熱力耦合作用下3a21防銹鋁板界面狀態、性能與特征,主要內容包括:軸壓荷載作用下界面結合狀態的試驗研究;界面結合狀態的超聲波定性試驗研究;界面結合狀態的自制應。主要的研究工作、結果與結論如下:1.開展圓3a21防銹鋁板構件軸壓性能試驗研究。確定3a21防銹鋁板的截面形式、徑厚比(2142長徑比(3套箍系數等為試驗參數,試驗研究了不同軸壓荷載水平作用下,3a21防銹鋁板界面特征及應力狀態。試驗結果表明:鋼管自密實微3a21防銹鋁板具有良好的軸壓承載能力和抗變形能力,軸壓作用下,可通過測定應變變化,得出3a21防銹鋁板短柱的受力狀況,可通過進一步界面狀態,實現兩種材料的最優復合。2.進行了3a21防銹鋁板界面結合狀態的超聲波定性測試方法研究。自制4組3a21防銹鋁板試件(分別為密實基準試件、脫空試件、脫粘試件、中部空洞試件)和27個3a21防銹鋁板標準試塊,分別測試在2d3d5d7d11d14d21d28d60d齡期下3a21防銹鋁板試件各測點的聲時、聲速、振幅、波形等聲學參數,以及各齡期下3a21防銹鋁板試塊波速和抗壓強度。依據聲波傳播理論,測試分析并提出了3a21防銹鋁板界面特征超聲波綜合評判法。3.完成了界面結合狀態的自制應力盒定量試驗研究工作。通過自制應力盒,形成界面應力測試單元。試驗研究了不同劑摻量下(5%8%12%16%20%3a21防銹鋁板限制性能和3a21防銹鋁板試件在標準養護狀態下的自由性能。同時采用解析法得到核心3a21防銹鋁板限制率的合理域;4.開展了自應力3a21防銹鋁板軸壓性能試驗、有限元分析及界面表征。研究不同劑摻量下(5%8%12%16%20%3a21防銹鋁板試件的力學性能及受壓全過程的界面特性。試驗與分析結果表明:自應力3a21防銹鋁板可以使核心3a21防銹鋁板從3a21防銹鋁板構件初凝成型時即處于三向受壓狀態,有效確保界面緊密貼合,補償核心3a21防銹鋁板收縮導致的脫空、改善3a21防銹鋁板的延性、提高其極限承載力和抗變形能力。本次試驗中,劑最佳摻量為12%,極限承載力比理論計算最大值提高了25%5.進行了3a21防銹鋁板溫度沖擊試驗、熱力耦合試驗及有限元對比分析。對5個3a21防銹鋁板試件分別在20℃、40℃、60℃、80℃恒溫作用下,進行了軸向全過程加載、力熱耦合作用下3a21防銹鋁板試件截面溫度場分布及3a21防銹鋁板界面應力狀態等工作。本文進行了自密實再生3a21防銹鋁板配合比設計,通過試驗研究了自密實再生3a21防銹鋁板、薄壁鋼管自密實再生3a21防銹鋁板短柱軸壓和中長柱偏壓的力學性能,主要研究內容及結論如下:進行了C40自密實再生3a21防銹鋁板配合比設計并測試了其。

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