普通建筑用钢与耐火钢火灾高温力学性能对比研究

钢材的高温力学性能是建筑结构耐火设计的重要参数。介绍了耐火钢的特点,通过试验对普通建筑用钢与两种耐火钢从常温到700℃高温的力学性能进行了对比研究,结果表明:温度在400~700℃之间,耐火钢的强度折减系数比普通建筑用钢高出很多;以钢材常温屈服强度的50%为破坏标准,普通建筑用钢与两种耐火钢的临界温度分别为550℃、650℃、660℃。     

火灾场钢筋混凝土简支梁抗弯性能分析

通过对火灾中钢筋混凝土简支梁截面温度场和材料热力学性能分析,将混凝土分为弹性区和塑性区来分别计算其强度,建立了火灾场简支梁截面内混凝土应力和梁极限抗弯承载力的计算公式,通过具体算例分析了钢筋混凝土简支梁截面温度场和极限承载力的变化规律和原因。     

钢结构防火保护及防火涂料技术的应用

钢结构由于不耐火 ,火灾中极易发生倒塌 ,因而需要进行防火保护。目前广泛使用的保护方法是喷涂防火涂料 ,以提高钢结构的耐火极限 ,延缓其在火灾中强度的降低 ,为灭火和人员疏散争取时间。     

局部火灾场钢框架结构等效楼面活荷载分析

通过对火灾场钢结构框架梁极限抗弯、抗剪承载力的分析,提出采用等效楼面活荷载来描述火灾场对结构极限承载力的削弱,建立了火灾场等效楼面活荷载的计算公式,通过具体算例分析了厚涂型不同保护层厚度的框架钢梁极限抗弯、抗剪承载力及等效楼面活荷载的变化规律。分析结果表明,采用等效楼面活荷载可以直观地描述火灾场对结构构件极限承载能力的削弱,使火灾场钢结构受力分析变得简单、清晰。     

FRC/钢嵌入式L型单向接头改进设计及失效机理

针对梅志远等提出的FRC/钢嵌入式单向接头所存在的初始损伤强度值偏低,不利于连接结构完整性的问题,提出了改进设计方案。通过开展改进型接头单向拉伸极限承载强度试验研究,验证了改进措施的有效性;利用Abaqus非线性显示求解技术和Cohesive界面模拟技术对接头承载特性进行仿真分析,进一步探讨了改进型单向接头承载应力分布特征、损伤演变规律以及连接失效机理。研究结果表明:改进设计方案初始损伤线强度值比梅志远等提出的结构方案提高了2~3倍;初始损伤主要表现为凹槽内表面FRC/钢粘结界面的剪切剥离。     

G45钢破片对中大口径弹体侵彻仿真分析北大核心

为了研究不同质量G45钢破片对中大口径弹药壳体侵彻效应,利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA建立破片侵彻壳体模型。将弹药壳体通过等效公式换为Q235钢板,开展了在不同速度下,不同质量G45钢破片侵彻等效靶板Q235钢数值模拟仿真。仿真分析结果表明:相同质量下,G45钢破片撞击靶板侵彻深度与侵彻直径随着速度增加呈现递增趋势;得到了4.7 g,9.8 g小质量G45钢破片在800~1800 m/s速度范围内无法有效穿透中大口径弹体等效靶的结论;19.5 g G45钢破片侵彻20 mm的中大口径弹体等效靶的极限穿透速度范围在1200~1400 m/s之间。     

对相当厚度法设计舰体中剖面结构的探讨

本文通过几型舰的运算结果,指出采用高强度钢的中型水面舰艇,其极限弯矩条件比弯曲应力条件严格。对原相当厚度法,提出以极限弯矩条件代替上甲板强度条件,并结合板与纵骨的稳定性条件的改进相当厚度法。此方法既选择了材料屈服极限,又合理地确定了舰体的相当厚度。     

一种Cu基自蔓延焊笔焊接Q235和45钢焊缝的组织与性能

利用研制的一种可焊接6～10 mm厚钢结构件的Cu基自蔓延焊笔,焊接了10 mm厚的Q235钢和45钢,研究了其焊缝的组织形貌和性能,发现焊缝与基体间存在熔合区,焊缝属于熔焊焊接.焊缝的拉伸强度达282 MPa,弯曲强度达628 MPa,冲击韧度为46.43 J/cm2;焊缝显微硬度达HV0.1230,熔合区显微硬度达HV0.1255.6,高于基体热影响区的硬度.     

三元混合气体爆炸极限实验研究

瓦斯爆炸是煤矿灾害事故最主要的因素。瓦斯是以CH4为主,常含有CO2、CO、H2S、C2H4、C2H6、H2、SO2等的多元混合可燃性气体。随着各组分配比的不同,瓦斯的爆炸极限不同,呈现的火灾爆炸危险性也不同。利用HY12474型爆炸极限测定仪研究煤矿开采区常见的可燃气体混合物爆炸极限随组分配比变化的情况。通过对三组分不同配比混合气体的爆炸极限的测试,采用Taylor多项式,拟合出了常压下三元气体混合物的爆炸极限随组分配比变化的经验计算公式,并通过实验数据进行了验证,表明经验公式计算结果与实验数据很好吻合,具有工程应用价值。     

铝合金-纯铝-钢复合板爆炸焊接试验及性能研究

通过设计爆炸焊接试验复合了铝合金-纯铝-钢爆炸复合板,对其界面形态、显微硬度及力学性能进行了研究。结果表明,铝合金-纯铝界面纯规则正弦波形,纯铝-钢复合板界面波形较小,铝合金-纯铝-钢复合板的界面剪切强度在75 MPa以上,爆炸复合过程中,纯铝与钢界面生成了金属间化合物,其界面处基体金属发生强烈的塑性变形。复合板变形及组织变化的结果造成复合板界面处的显微硬度最高,随着距界面距离的增加,两侧基体金属的硬度逐渐降低。     

两种新型试验用钢疲劳寿命差异的实验研究

选用两种新型试验用钢,分析测定了它们的化学成分、金相组织特征及夹杂物分布形态;通过高频疲劳测定试验比较了它们之间疲劳寿命差异。结果表明:对同种钢而言,缺口系数对疲劳寿命的影响非常大,缺口系数越大,疲劳寿命越小;不同钢之间的疲劳寿命的差异取决于钢中的化学成分及钢中夹杂物,合理地提高材料的合金元素,有效地改善材料的化学成分的配比及适当的热处理工艺可以明显提高材料的强度极限;纯净的钢质量及合理的高强度是提高钢的疲劳寿命的最合理、有效的手段。     

低碳钢的点蚀诱发敏感性研究

选择 3种冶金因素有代表性的低碳钢 ,通过极化试验比较了它们之间的点蚀诱发敏感性 ,同时利用电子探针分析了不同夹杂物在诱发点蚀过程中的腐蚀特征 ,并利用Flade电位比较了不同钢之间的钝化膜稳定性的差异 .结果表明 :沸腾钢的点蚀诱发敏感性显著低于镇静钢 ,稀土处理镇静钢则介于两者之间 ;夹杂物是钢中主要点蚀诱发源 ,钢基体与夹杂物交界处的钝化膜保护作用最弱 ,点蚀均从该处诱发 ;同类夹杂物在不同类型钢中的点蚀诱发敏感性差异较大 ,同一钢中的不同类型夹杂物的点蚀诱发敏感性差异很小 ,硫化物夹杂较其它夹杂物的点蚀诱发敏感性稍强 .     

钢筋混凝土外粘钢板结构裂缝的有限元数值模拟

随着高技术武器的不断发展,防护工程正面临着前所未有的威胁和挑战,新型防护结构及材料已经成为研究的热点。针对这一实际背景,运用ANSYS大型有限元软件,采用数值模拟的方法对普通钢筋混凝土结构和外粘钢板混凝土结构在相同均布面荷载作用下的变形、钢筋应力以及结构裂缝的开展情况进行了比较。结果表明外粘钢板的钢筋混凝土结构能够大大增强结构的抗力,并且有效的抑制了裂缝的开展。     

高强度热处理双相钢制绳线材研制

本文通过实验提出了一种双相钢制绳线材的热处理工艺程序,即:奥氏体化及水淬以获得全部马氏体组织→临界间加热淬火以获双相组织并回火→酸洗磷化后多道次连续冷拔至终尺寸→人工时效。按此程序生产的线材σ_b 可达1800MPa 以上,且扭转、弯曲疲劳性能超过标准规定值。     

钢筋钢纤维混凝土既有裂缝梁中钢纤维阻裂作用有限元分析

通过建立钢筋钢纤维混凝土既有裂缝梁和钢筋混凝土既有裂缝梁的有限元分析模型,借助ANSYS分析了两种梁在荷载作用下的裂缝尖端处应力、裂缝宽度增幅和挠度并作出对比。分析结果表明钢纤维对裂缝开展有很好的阻止作用,而且能明显缓和裂缝尖端处应力,减小梁的挠度。     

Effect of welding processes and consumables on fatigue crack growth behaviour of armour grade quenched and tempered steel joints

Quenched and Tempered (Q&T) steels are widely used in the construction of military vehicles due to its high strength to weight ratio and high hardness. These steels are prone to hydrogen induced cracking (HIC) in the heat affected zone (HAZ) after welding. The use of austenitic stainless steel (ASS) consumables to weld the above steel was the only available remedy because of higher solubility for hydrogen in austenitic phase. The use of stainless steel consumables for a non-stainless steel base metal is not economical. Hence, alternate consumables for welding Q&T steels and their vulnerability to HIC need to be explored. Recent studies proved that low hydrogen ferritic steel (LHF) consumables can be used to weld Q&T steels, which can give very low hydrogen levels in the weld deposits. The use of ASS and LHF consumables will lead to distinct microstructures in their respective welds. This microstructural heterogeneity will have a drastic influence in the fatigue crack growth resistance of armour grade Q&T steel welds. Hence, in this investigation an attempt has been made to study the influence of welding consumables and welding processes on fatigue crack growth behaviour of armour grade Q&T Steel joints. Shielded metal arc welding (SMAW) and Flux cored arc welding (FCAW) were used for fabrication of joints using ASS and LHF consumables. The joints fabricated by SMAW process using LHF consumable exhibited superior fatigue crack growth resistance than all other joints.     

低合金船体钢点蚀敏感性的研究

通过极化试验比较了4种含有不同合金元素的低合金钢的点蚀诱发敏感性,并用电子探针对钢中的主要夹杂物及点蚀诱发后的腐蚀形态作了鉴定.结果表明:镍-铬系钢比锰系钢具有更好的耐点蚀性能;点蚀总是从夹杂物与周围钢基体毗邻的界面处开始诱发;含有硫化物的复相夹杂对点蚀的敏感性更强.     

中碳钢碳化物相位的应变诱发快速球化

中碳钢中的片状共析碳化物,可在A_(c1)点之下较高的温度进行适量的变形即可在形变过程中实现球化;停止变形后继续在变形温度停留1～2小时,可使碳化物球通过奥斯瓦尔德熟化达到尺寸均匀化和粗化,同时使铁素体基体完成再结晶。     

碳钢中夹杂物诱发点蚀的规律和特性研究

选用5种低碳钢,通过浸泡试验、显微腐蚀试验和极化试验,考察了碳钢在3%NaCl(质量分数,下同)溶液中夹杂物诱发点蚀的规律和特点.结果表明:样品刚浸入溶液时其最初电位高于点蚀电位,钢中一些夹杂物活化,先诱发点蚀;局部活化使钢样的电位迅速下降,当降至点蚀电位之下,未发生点蚀或未充分诱发点蚀的夹杂物受到保护,不再活化;在阳极极化试验中,当钢样的电位极化到点蚀电位或点蚀电位以上,钢中的夹杂物几乎都会活化而诱发点蚀.