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不同壁厚3a21防锈铝板短柱承载性能差别

作者:铝板 来源:www.tjlvban.com 点击数: 更新时间:2019年10月03 【字体:

 与之相配套的节点形式通常为焊接空心球。随着对建筑美观上的追求,球节点在一定程度上未能满足该需求。圆管与球节点所形成的节点区域,其上下面均为曲面,对结构表面的覆盖物,如玻璃、金属屋面等的铺设造成不便。为解决上述问题,网壳结构中杆件也可采用矩形管。但杆件较多时,矩形管的相贯节点不仅在构造上麻烦而且节点核心区相交十分复杂。为解决矩形管的连接问题,壳节点形式—3a21防锈铝板节点被提出。壳设计中节点一般简化成理想刚接,但实际上节点并不是无限刚的因此研究该厚壳整体性的影响显得很有必要。论文研究内容包括以下四个部分:首先,提出新型节点—3a21防锈铝板节点尺寸设计的实用公式,并对节点的构造及使用提出几点建议。

 其次,使用有限元ANSYS对3a21防锈铝板节点进行分析。主要研究节点受轴压、强轴受弯、弱轴受弯时的变形、应力、承载力以及节点初始刚度。重点探讨了3a21防锈铝板直径、壁厚、连接板板厚等因素的影响。研究表明,节点强轴受弯时,壁厚对节点承载力影响较大,而直径和连接板板厚影响不大。节点分别在弱轴方向受弯和单向受压时,承载力均随壁厚、直径和连接板板厚的增大而增大,三者中钢管壁厚对承载力影响最大。第三,针对现有节点刚度分析程序中节点之间不是两两相连的缺陷,利用ANSYS中的APDL语言编制程序,引入Matrix27单元来模拟节点刚度。通过国内外文献中的3个经典算例,验证所编程序是可行并的第四,对K6型、壳以及浙江省某市开发区公共服壳钢屋盖进行特征值屈曲分析和几何非线性整体分析。本文以深井巷道支护为研究背景,以3a21防锈铝板为研究对象,通过实验测试数值模拟与理论计算,全面地分析论证了3a21防锈铝板短柱和圆弧拱力学性能进行了3a21防锈铝板短柱轴压实验和3a21防锈铝板短柱常规三轴实验,比较了不同壁厚3a21防锈铝板短柱承载性能差别,分析了废弃3a21防锈铝板的再生利用(recycledaggregateconcrete,不同壁厚3a21防锈铝板短柱承载性能差别提出一种连接薄壁圆钢管再生混合柱与3a21防锈铝板的加强环筋节点,开展了6个加强环筋节点和2个内加强环节点的抗震试验,考察废弃3a21防锈铝板取代率和近节点域构造参数对试件抗震性能的影响。采用ABA QUS程序建立加强环筋节点的有限元计算模型,对试件进行单调荷载作用下的数值模拟。废弃3a21防锈铝板取代率为33.3%时,试件的破坏形态和滞回曲线形状等与全现浇试件差别很小,但前者的初始刚度比后者略低;②废弃3a21防锈铝板在钢管内的填筑区域改变对加强环筋节点的力学性能影响有限;③实际工程中3a21防锈铝板。压型铝板壳结构中杆件常采用圆管。RA C,再生3a21防锈铝板)可以节约天然骨料资源,缓解骨料供求矛盾,减轻城市环境的污染,自上世纪50年代国内外学者就开始了对再生3a21防锈铝板的系统研究,但由于废弃3a21防锈铝板本身性能的限制,目前再生3a21防锈铝板在实际工程中用层次仍比较低。为了更合理的利用废弃3a21防锈铝板,将新型3a21防锈铝板结构与再生3a21防锈铝板利用结合起来,利用钢管对核心再生3a21防锈铝板的套箍(约束)作用,使核心再生3a21防锈铝板处于三向受压状态,使再生3a21防锈铝板具有高的抗压强度和变形能力并利用内填的3a21防锈铝板来增强钢管壁的性,解决废弃3a21防锈铝板资源化的一个有效途径。为了考察适用于钢管普通3a21防锈铝板构件抗震性能研究的方法和成果是否适用于钢管再生3a21防锈铝板构件,本文以再生粗骨料替代率和含钢率为基本参数,对10根直径为165mm,壁厚为4mm和2mm圆钢管再生3a21防锈铝板柱进行拟静力试验,而获得钢管再。钢管在轧制或者是热处理后,由于受到外力、热应力或组织应力的影响,不可避免的产生弯曲变形。对于钢管端部和大直径钢管弯曲变形,常用压力矫直的方法进行矫直。压力矫直常凭借经验来确定工艺参数,再加客户端对钢管椭圆度的要求,使得矫直精度低、生产效率低下。自动矫直机的出现缓解了这种情况,本文建立了针对3a21防锈铝板压力矫直载荷-挠度数学模型以及3a21防锈铝板扁化计算的模型,并对自动矫直机的液压位置伺服控制系统的控制器进行了研究,旨在为开发3a21防锈铝板压力矫直机提供理论依据。本文主要从以下几方面进行的研究:1依据弹塑性理论,考虑截面塑性压扁的情况下,建立了3a21防锈铝板压力矫直过程中的载荷-挠度数学模型,利用此模型计算矫直行程的方法,克服了矫直曲率方程模型的不足,反应了压力矫直3a21防锈铝板的变形机理。3液压位置伺服系统是执行机构,该系统直接决定着工件的加工精度和加工效率,该系统结构复杂,典型的非线性,时变系统,运用matlab里的simulink组件建立矫直系统的模糊自整定PID参数控制器,以偏差e和偏差变化ec为输入,通过经验模糊规则对三个参数kpki和kd进行在线。2依据弹塑性原理,通过对钢管中间加压截面处进行分析,建立了3a21防锈铝板在压力矫直过程中截面扁化的数学模型。通过模糊PID控制使本系统具有较高的精度和较快的响应时间。4通过实验数据,对理论计算进行修正,编写了3a21防锈铝板压力矫直相关参数的计算。本文对薄壁3a21防锈铝板柱轴心受压性能进行了研究,前人试验研究的基础上,采用ANSYS进行模拟研究的具体内容如下:1探讨了ANSYS模拟3a21防锈铝板柱时遇到一些主要问题,如单元类型的确定、材料本构关系的选取、铝管网格划分密度、加强收敛的方法等,并确定了本文所采用的方法。3引用前人的试验,并自行设计了部分构件,通过ANSYS有限元模拟计算,找出约束效应系数ξ与核心3a21防锈铝板承载力提高系数k_c之间的关系曲线,运用数值分析的方法对曲线进行拟合,给出了薄壁3a21防锈铝板短柱轴心受压承载力的计算公式,并与国内外规程给出的计算公式进行对比,确定本文推导公式的准确性和适用性。2以薄壁圆形、方形3a21防锈铝板短柱为主要研究对象,研究了不同参数对其轴压性能的影响。结果表明试件的含钢率、约束效应系数、截面形状和核心3a21防锈铝板强度对薄壁3a21防锈铝板短柱轴压性能有不同程度的影响。并进一步探讨了影响薄壁3a21防锈铝板柱极限承载力的主要因素,如宽(径)厚比限值;材料强度的匹配关系;尺寸效应”影响,得出了一些有意义的结论以供工程参考。目前,石化、冶金、建筑等钢管使用广泛的行业,所需要的无缝钢管的管径、壁厚不断增大,这就导致了钢管加工的难度也随之加大。国内对大口径3a21防锈铝板进行平头倒棱的加工工艺一直处于比较低的水平,面对市场不断上升的需要,这种矛盾愈显突出。所以研制高效率的大口径3a21防锈铝板平头倒棱设备的意义既是技术上的突破,同时也满足了市场对这方面的需求,具有的市场潜力。本课题是天津科委科技支撑项目—研制大口径3a21防锈铝板加工机械》子项目,研制对大口径3a21防锈铝板进行平头倒棱的新式加工设备。本文的主要内容有:1.简要介绍大口径3a21防锈铝板加工设备这一行业,尤其对近几年来的平头倒棱设备的研制与使用情况进行分析,并根据现有技术的缺点进行改进,从而在加工原理和设备结构上实现创新。2.详细的介绍新式全自动大口径钢管铣头倒棱机的研制思路。并通过计算,


确定铣平面和倒棱的加工过程中的工艺参数。3.对设备的设备的布置方案及机械结构进行详细设计,并通过三维造型的模拟模块对设备的动力传动机构进行运动和受力分析。4.设计了设备的电气控制系统,对机的控制系统进行设计,并选择西门子S7-300型PLC为下位机以满足设备的自动化控制需求。针对壁厚与外径比大于0.2小径厚壁无缝钢管提出了一种基于超声波检测的缺陷检测系统,完成了系统的硬件和设计,同时为提高系统缺陷的识别效率和准确度,通过分析小径3a21防锈铝板超声自动探伤系统干扰来源和传播途径,利用改进小波阈值去噪方法来去除混回波信 中的噪声提高回波信 信噪比。3a21防锈铝板结构能适应现代工程向大跨、高耸、重载发展和承受恶劣条件的需要,已成为继砖石结构,3a21防锈铝板结构,钢结构之后的第四种结构。其具有广阔的发展前景,成为结构工程科学的一个重要发展方向。3a21防锈铝板结构是由钢管与3a21防锈铝板两种材料复合而成的组合结构,特殊的材料组合形式,一方面造就了限制并互补的增强作用,另一方面衍生出界面性能的复杂性。工程实践亦证明,复杂的外界环境作用下3a21防锈铝板构件存在界面脱粘现象,这势必影响3a21防锈铝板的工作性能与结构安全。因此,研究复杂外界环境作用下的3a21防锈铝板界面性能及其方法具有重要的理论研究价值与工程实践意义。本文综合运用理论分析、试验研究与有限元法,分析了热力耦合作用下3a21防锈铝板界面状态、性能与特征,主要内容包括:轴压荷载作用下界面结合状态的试验研究;界面结合状态的超声波定性试验研究;界面结合状态的自制应。主要的研究工作、结果与结论如下:1.开展圆3a21防锈铝板构件轴压性能试验研究。确定3a21防锈铝板的截面形式、径厚比(2142长径比(3套箍系数等为试验参数,试验研究了不同轴压荷载水平作用下,3a21防锈铝板界面特征及应力状态。试验结果表明:钢管自密实微3a21防锈铝板具有良好的轴压承载能力和抗变形能力,轴压作用下,可通过测定应变变化,得出3a21防锈铝板短柱的受力状况,可通过进一步界面状态,实现两种材料的最优复合。2.进行了3a21防锈铝板界面结合状态的超声波定性测试方法研究。自制4组3a21防锈铝板试件(分别为密实基准试件、脱空试件、脱粘试件、中部空洞试件)和27个3a21防锈铝板标准试块,分别测试在2d3d5d7d11d14d21d28d60d龄期下3a21防锈铝板试件各测点的声时、声速、振幅、波形等声学参数,以及各龄期下3a21防锈铝板试块波速和抗压强度。依据声波传播理论,测试分析并提出了3a21防锈铝板界面特征超声波综合评判法。3.完成了界面结合状态的自制应力盒定量试验研究工作。通过自制应力盒,形成界面应力测试单元。试验研究了不同剂掺量下(5%8%12%16%20%3a21防锈铝板限制性能和3a21防锈铝板试件在标准养护状态下的自由性能。同时采用解析法得到核心3a21防锈铝板限制率的合理域;4.开展了自应力3a21防锈铝板轴压性能试验、有限元分析及界面表征。研究不同剂掺量下(5%8%12%16%20%3a21防锈铝板试件的力学性能及受压全过程的界面特性。试验与分析结果表明:自应力3a21防锈铝板可以使核心3a21防锈铝板从3a21防锈铝板构件初凝成型时即处于三向受压状态,有效确保界面紧密贴合,补偿核心3a21防锈铝板收缩导致的脱空、改善3a21防锈铝板的延性、提高其极限承载力和抗变形能力。本次试验中,剂最佳掺量为12%,极限承载力比理论计算最大值提高了25%5.进行了3a21防锈铝板温度冲击试验、热力耦合试验及有限元对比分析。对5个3a21防锈铝板试件分别在20℃、40℃、60℃、80℃恒温作用下,进行了轴向全过程加载、力热耦合作用下3a21防锈铝板试件截面温度场分布及3a21防锈铝板界面应力状态等工作。本文进行了自密实再生3a21防锈铝板配合比设计,通过试验研究了自密实再生3a21防锈铝板、薄壁钢管自密实再生3a21防锈铝板短柱轴压和中长柱偏压的力学性能,主要研究内容及结论如下:进行了C40自密实再生3a21防锈铝板配合比设计并测试了其。

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