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关键词： 钢结构   焊缝检测   无损检测   超声波检测   工程实践  

摘要： 为了提升建筑钢结构焊缝质量检测水平,本文系统分析超声波、射线、磁粉与渗透检测等无损检测技术原理与特点,建立检测方案设计、现场实施、缺陷判定、质量控制的完整实践体系。通过工程案例验证了不同检测方法的适用性,准确识别了焊缝内部及表面典型缺陷。合理选择检测技术并规范实施操作,能够有效保障钢结构焊缝质量,为工程安全提供可靠依据。

关键词： 螺栓连接   固紧变形   代理模型   可靠性分析  

摘要： 建立了螺栓组有限元模型,通过螺栓组固紧实验验证了有限元模型的准确性。以有限元方法分析了布置形式、预紧力、拧紧顺序对被连接件中心变形的影响。考虑螺栓组连接参数由于误差所具有的不确定性,利用蒙特卡洛模拟(Monte Carlo simulation,MCS)方法计算了被连接件变形可靠性。为了提高计算效率,基于本文有限元模型构建了代理模型,给出了变形可靠度计算的具体应用。结果表明:被连接件厚度增大,孔隙间距减小,固紧后其变形减小;固紧顺序影响变形过程;本文构建的代理模型具有准确性,当不确定性参数服从正态分布时,被连接件变形也近似服从正态分布。

关键词： 螺栓连接   强度   应力   有限元  

摘要： 针对某高强度螺栓连接结构,基于VDI 2230标准算法和机械设计方法计算螺栓的预紧力和应力,VDI 2230标准算法的计算结果均大于机械设计方法的计算结果。采用有限元法对比分析2种方法的螺栓连接模型,结果表明:基于VDI 2230算法模型的螺纹应力分布更为均匀,采用VDI2230标准对高强度螺栓连接进行设计与校核更为合理。

关键词： T型焊缝   导波   类扭转导波   无损检测  

摘要： T型焊缝是重大工程承力结构中的关键部位,对其实施高效且可靠的无损检测,对保障设施的安全服役具有重要意义。为克服传统检测方法效率低、难以实现长距离快速筛查的瓶颈,本文提出一种基于特征超声导波的T型焊缝快速检测新方法。首先,通过半解析有限元分析,在T型焊缝波导结构中发现并表征了一种能量高度局域于焊缝区域的类扭转特征导波模态。该模态在200 kHz以上频段呈现近似非频散特性,且具有优良的模态稳定性。基于其扭转振动特性,设计了采用厚度剪切压电片阵列的对称激励方案,并通过三维有限元仿真验证了该模态可被高效激发并能沿焊缝稳定传播。数值分析进一步表明,该导波对表面横向裂纹敏感,反射波幅值与裂纹深度呈正相关。实验成功复现了类扭转导波的激励与传播,实测波速与理论值吻合良好。针对强噪声背景下缺陷回波提取难题,引入了基于互相关分析的匹配滤波算法,实现了对表面裂纹反射信号的准确识别与定位。本文系统验证了类扭转特征导波用于T型焊缝缺陷检测的可行性,为焊接结构的快速无损检测提供了新方案。

关键词： 冷喷涂   对接焊缝   疲劳性能   模拟分析   裂纹扩展  

摘要： 为解决钢桥结构对接焊缝的疲劳加固难题,本文提出将冷喷涂技术应用到焊缝疲劳性能提升中,以对接焊缝为研究对象开展试验与模拟研究。采用冷喷涂技术制备0.5mm、1.0mm、1.5mm三种厚度涂层,通过三点弯曲裂纹扩展试验获取试件疲劳寿命及a-N曲线,结合Paris公式拟合裂纹扩展参数,借助尖端张开位移分析及ABAQUS-Franc3d联合有限元模拟裂纹扩展过程,并对比模拟与试验结果。结果表明:冷喷涂可显著延缓裂纹扩展速率,提升焊缝疲劳寿命,三种厚度涂层试件寿命较未喷涂试件分别提升24.10%、52.83%、95.73%;冷喷涂能减小裂纹扩展速率波动,但无法抑制其增长趋势,有限元模拟结果与试验值误差仅3.8%。研究证实冷喷涂技术在焊缝疲劳修复中的有效性,为钢桥焊缝结构疲劳加固提供了新方法。

关键词： 氢致脆化   高强钢   时变可靠性   加速衰减模型   试验研究   失效概率  

摘要： 为揭示氢致脆化对桥梁伸缩缝高强钢安全性能的时变影响规律,通过试验与模型相结合的方法,开展了氢环境下桥梁伸缩缝高强钢材料的可靠性演化研究。以冷轧连退马氏体高强钢HC700/900MS抗拉900高强钢板为对象,制备伸缩缝高强钢试件,采用电解渗氢试验模拟不同服役环境的氢侵入过程,结合室温拉伸与低周疲劳试验,获取氢致性能劣化数据及断口形貌特征。在此基础上,构建了考虑氢扩散累积效应的节点抗力时变衰减模型,耦合随机载荷过程,建立了氢致脆化下时变可靠性分析框架,并定量评估了不同氢浓度环境中节点的可靠度与失效概率时变规律。结果表明:随着氢侵入量增加,节点强度与疲劳寿命显著下降,断口由韧窝状塑性断裂向沿晶脆性断裂转变;可靠性分析进一步揭示,节点可靠度随服役时间呈加速衰减趋势,高氢浓度环境下衰减尤为剧烈,服役至20年时可靠度仅约0.7,对应失效概率达24.2%;低氢浓度环境下同期可靠度维持在1.5左右,失效概率约为6.68%。本研究建立的时变加速衰减模型可为桥梁伸缩缝高强钢在氢环境下的寿命预测与差异化管理提供理论依据与数据支撑。

关键词： 多轴准则   焊缝坐标系   坐标转换   疲劳强度   转向架构架  

摘要： 在焊缝疲劳强度评估中,应力坐标转换是一项关键的技术环节。针对直线型和曲线型焊缝,文章提出了一套焊缝坐标系建立方法,并以转向架构架焊缝疲劳强度评估为例,对该方法的有效性进行了验证。分析结果表明,经过坐标系转换后,评估节点处的应力张量矩阵的特征值、行列式及矩阵的迹均保持恒定,充分证明了所提焊缝坐标系建立方法的正确性。此外,依据DVS 1612标准对构架评估节点进行了疲劳强度评估,通过对比坐标转换前后的焊缝利用度,验证了坐标转换对焊缝的强度评估的显著影响。

关键词： 平盖   带法兰球冠形封头   轻量化   灵敏度   响应曲面  

摘要： 文章针对大直径螺栓连接平盖质量大、成本高的问题,提出采用带法兰球冠形封头结构替代方案.以DN1900搅拌釜平盖为研究对象,采用有限元数值计算方法分别研究了设计变量对螺栓连接平盖和带法兰球冠形封头两种简化模型的当量应力最大值S_(eq)、中心位移Δy_(1)以及密封面位移Δy_(2)的影响规律.结果表明,带法兰球冠形封头综合力学性能优于螺栓连接平盖.将该研究结论应用于搅拌釜的多开孔平盖的设计,优化后封头质量减小了55%,说明在同时保证结构强度与刚度的前提下,带法兰球冠形封头比螺栓连接平盖更具经济性优势,具有较大推广应用价值.

关键词： 铝合金   角焊缝   试验分析   有限元   反演性能  

摘要： 【目的】2A14-T6铝合金经T6热处理后具有高强度、高硬度及良好的抗磨损和抗变形能力,其角焊缝在航空航天及运载火箭结构中广泛应用并承受复杂载荷,但国内关于该材料角焊缝不同方向承载能力的系统性试验较为缺乏,限制了工程应用,该文旨在研究这一问题,探索科学有效的强度评估方法,为工程实践提供技术支撑。【方法】首先分析运载火箭结构实际工况下2A14-T6铝合金角焊缝的受力状态,随后设计单焊缝拉伸、双焊缝拉伸、T形单侧角焊缝剪切、T形双侧角焊缝剪切、角焊缝撕拉5种典型工况试验,对各工况下焊缝的开裂位置和承载情况开展系统性研究分析,采用基于损伤演化的弹塑性算法反演角焊缝的统一力学性能。【结果】通过系统性试验明确了2A14-T6铝合金角焊缝在5种典型工况下的开裂特征(如单焊缝拉伸多发生焊趾开裂、双侧剪切工况承载均匀性更优),获取了准确的承载极限数据,成功反演出统一的角焊缝力学性能参数,验证了反演方法的有效性。【结论】建立了一套行之有效的2A14-T6铝合金角焊缝强度仿真评估方法,验证了该材料角焊缝在复杂工况下的承载可靠性,为其在航空航天及运载火箭等工程领域的结构设计、载荷匹配及安全评估提供了科学依据和实际指导。

关键词： 牵引电机   随机振动   主焊缝疲劳寿命   应力等级  

摘要： 文中对某型号牵引电机定子铁芯进行振动疲劳分析,建立电机定子随机振动有限元模型,基于Dirlik模型、Miner线性累积损伤理论和高斯三区间法,并依据IEC 61373,EN 15085等标准,对主焊缝的疲劳性能进行评估。结果表明:电机定子结构不会发生共振;主焊缝疲劳寿命可达到10^(7)次,符合疲劳设计要求;对电机定子前后两端主焊缝的焊趾、焊根等易发生疲劳破坏的位置共设置6条提取路径,每条路径的应力因数均<0.5,确定主焊缝的应力等级为低应力等级。