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[期刊] 林业科学
[作者]
李霞镇 任海青 李贤军 钟永 徐康 郝晓峰
【目的】研究重组竹-钢夹板单螺栓连接节点承载特性和破坏形态,为竹结构螺栓连接设计与应用提供参考和借鉴。【方法】采用正交设计方案,对重组竹-钢夹板单螺栓连接节点试样进行单轴压缩加载试验,利用方差分析和多重比较法分析螺栓直径、主构件厚度和端距对初始和屈服后刚度(K_1、K_2)、屈服和极限载荷(F_y、F_u)及延性率的影响规律。【结果】螺栓直径对初始和屈服后刚度(K_1、K_2)、屈服和极限载荷(F_y、F_u)及延性率具有显著影响,随螺栓直径增大,螺栓连接节点的初始和屈服后刚度(K_1、K_2)、屈服和极限载荷(F_y、F_u)显著增加,但延性率明显减小;主构件厚度对初始和屈服后刚度(K_1、K_2)、极限载荷(F_u)及延性率影响显著,但对屈服载荷(F_y)无显著影响;端距对屈服后刚度(K_2)、极限载荷(F_u)及延性率影响显著,但对初始刚度(K_1)和屈服载荷(F_y)无显著影响。钢夹板单螺栓连接重组竹的有效破坏主要以Ⅱ型和Ⅲ型2种破坏模式呈现,且当厚径比(L/D)处于3.75～6.00之间时,螺栓呈现"单铰"屈服模式;当厚径比(L/D)处于6.00～13.50之间时,螺栓呈现"双铰"屈服模式。【结论】重组竹-钢夹板螺栓连接节点承载性能和破坏形态受螺栓直径、主构件厚度和端距的共同影响,重组竹-钢夹板单螺栓连接节点的最小主构件厚度和最小端距可分别设置为90 mm和4d(d为螺栓直径),此时节点各承载性能趋于稳定且延性率达到最佳状态。当节点试样满足最小端距和主构件厚度要求时,螺栓屈服模式随厚径比(L/D)增大逐渐由"单铰"屈服转变为"双铰"屈服,节点最终破坏表现为主构件销槽承压和螺栓弯曲同时发生,此时主构件和螺栓均能充分发挥材料的力学性能,是较为合理的破坏模式。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
陈爱军 王虎瑞 贺国京 王皓磊 王解军
【目的】为探究钢夹板-螺栓连接胶合木梁的抗剪性能。【方法】考虑螺栓顺纹间距（80、100、120 mm）、螺栓并列和错列布置方式等参数的影响，设计制作了7组共21根钢夹板-螺栓连接胶合木试验梁，并采用五点弯曲法进行了试验梁的抗剪性能试验。【结果】1）钢夹板-螺栓连接胶合木梁整体工作性能优良且组合效应显著，其受力过程经历弹性和弹塑性两个阶段。相较于普通胶合木梁，其刚度和抗剪承载力均有较大的提升。2）胶合木梁剪切破坏源于综合应力较大的跨中中性轴附近，其破坏形态为顺纹错动剪切破坏，破坏前无明显征兆，为脆性破坏。螺栓均有轻微的弯曲变形，表明胶合木梁采用钢夹板-螺栓连接形式具有较高的可行性与稳定性。3）与普通胶合木梁相比，随着螺栓顺纹间距的增加，螺栓并（错）列布置的试验梁极限承载力提高了24.5%、35.7%、48.8%(20.0%、30.1%、38.2%)，极限竖向位移降低了7.2%、11.8%、16.1%(11.9%、19.1%、26.4%)。并列组试验梁木材主应变增长趋势相较错列组试验梁木材主应变更大，错列组试验梁的开裂荷载比并列组试验梁提高较多。4）由钢夹板-螺栓连接胶合木梁抗剪承载力简化计算式得到的抗剪承载力计算值与试验值能较好吻合，平均误差均在9%以内，且计算值偏于保守。【结论】通过钢夹板-螺栓连接胶合木梁的抗剪性能试验，分析了其破坏过程，总结了其在极限状态下的受力变形规律，揭示了破坏机理，并基于试验数据拟合，提出了抗剪承载力简化计算公式。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
陈爱军 牛东 占雪芳 王解军 彭容新 姚嘉帅
为了研究钢夹板—螺栓连接胶合木的抗剪性能,以东北落叶松胶合木—钢夹板螺栓连接件为研究对象,共设计12组(36个)钢夹板—螺栓连接胶合木进行剪切静载试验,结合理论分析和试验结果表明:材料规格和螺栓数目相同时,螺栓错列布置的抗剪能力明显高于并列布置;随着螺栓列数的增加,屈服荷载与极限荷载明显提高,且螺栓列数与剪切荷载呈非线性关系;在多螺栓连接件中,随着螺栓间距的增大,连接件的初始刚度与屈服后刚度呈减小趋势,极限荷载与屈服荷载呈增大趋势。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
陈大志 王衍欢 崔国栋 张程菘 马骥
针对工程应用中的高强螺栓表面硬度低、涂层结合力差、易脱落等问题，设计了热处理与表面处理对高强螺栓用钢性能影响研究的综合型实验。对35Cr Mo钢进行870℃×25min淬火，再经500℃×1h+550℃×1h回火的35Cr Mo钢，分别达到了制备12.9级和10.9级高强螺栓标准，对其进行渗N处理后，表面硬度达到了850HV，比心部显著提升。对渗N后的35Cr Mo钢表面涂覆锌铝溶液，其耐蚀性得到显著提升。该实验涉及材料热处理实验工艺和材料表面处理实验工艺，还涉及金属材料组织和性能测试的常用分析手段，是科研辅助教学的典型案例。
关键词：
高强螺栓用钢 热处理 表面处理 耐蚀性
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
赵彤 郭俊杰 吕玉红
为研究预紧力对螺栓结合部动力学特性的影响,该文选择一种双螺栓结合部试件作为研究对象,通过理论推导利用集中参数法在试件一阶模态处建立了单自由度简化模型;通过模态实验获得了不同螺栓预紧力下结构一阶动力学特性的变化情况;在激振实验的基础上,利用力状态映射法对结合部在不同预紧力下非线性等效动力学参数进行了辨识。结果表明:结合部非线性会随预紧力降低而增强。在预紧力较低时,对结合部进行准确动力学建模需要考虑非线性因素的影响。
关键词：
螺栓结合部 预紧力 动力学特性 参数辨识
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
丁科 唐小弟 陈胜铭 陈自力
推导了移动集中荷载作用下悬索的非线性振动方程,用瑞利能量法得到索力与悬索固有频率之间的计算公式,同时用实验的方法测量了悬索索力与自振频率的关系.结果表明:索力不单决定于悬索的固有频率,还与集中荷载大小及其在悬索上的位置有关,采用传统的索力计算公式将产生很大的误差.
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
徐鹏 骆亚生 李焱
【目的】探究双向循环荷载耦合作用下饱和红土的动变形强度特性，为红土地区工程的抗震设计和性质评估提供理论支持。【方法】采用SDT-20型电脑控制电液伺服双向土动三轴试验机，对饱和红土试样施加了不同的应力路径，模拟横波和纵波在不同相位差下耦合的情况，分析不同应力路径下饱和红土的动变形和动强度特性。【结果】径向循环应力幅值和相位差的变化对饱和红土的动变形和动强度有较大影响。在相位差为180°时，轴向应变发展速度最快，动强度最小；当相位差为0°时，轴向动应变发展最慢，动强度最大。径向循环应力较大且相位差为180°
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
刘金龙 陈陆望 王吉利
【目的】考察施工间歇期路基侧向位移的发展特性,为路基侧向位移测量提供依据。【方法】基于非线性有限元方法,对路堤分阶段填筑过程中路基的变形特性进行了系统考察,同时分析了路基最大侧向位移的位置及其测量技术。【结果】对比分析表明,在硬壳层强度较高、软土层厚度较大的情况下,路基体内的侧向位移有可能在施工间歇期发生回缩,该现象伴随着竖向沉降的大幅度增长而发生;工程中常用的测斜管在考察侧向位移的过程中存在许多缺陷,利用其较难探测到侧向位移的回缩现象;在路堤分阶段填筑过程中,路基最大侧向位移的位置是变化的。【结论】需发展更精密的仪器来测量路基体内侧向位移的发展情况,建议将测斜管埋设于坡趾竖向断面和坡中竖向断...
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
应少军 陈志同 李建伟 赵越
针对某型号直升机旋翼系统的关键连接螺栓存在疲劳寿命明显不足的现象,采用显微硬度分布以及扫描电子显微镜(SEM)/电子背散射衍射(EBSD)分析,发现螺栓基体在车削、磨削和喷砂的机加工处理后,表面残留的变质层叠加区对WC-10Co4Cr涂层与基体结合强度产生不利影响,进而造成的基体-涂层界面早期开裂失效是螺栓疲劳寿命明显不足的主要原因.通过采用加大磨削量来消除变质层叠加区的加工工艺后,螺栓涂层与基体的显微硬度分布更加均匀,平均疲劳寿命比原螺栓提高了3倍.这主要是因为加工变质层叠加区的去除使螺栓表面的硬度有所提高,且硬度分布更加均匀,进而减缓了基体与涂层的硬度梯度,使涂层与基体的结合强度显著提高.
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
徐文辉 钟胜 邹旭 何顶新
为了提高动车检修效率和准确性，设计了一种基于多任务级联的动车裙板螺栓缺陷检测算法。首先结合螺栓缺陷特征的先验知识，在YOLOv3的基础上引入注意力机制，采用通道级拼接方式引入螺栓的边缘特征图，引导检测网络学习鲁棒的螺栓缺陷特征，检测螺栓是否缺失；然后对螺栓局部区域进行语义分割，获得防松标记线信息，并基于这些信息判断是否存在螺栓松动和标记线缺失等缺陷。实验结果表明，该检测算法显著提升了动车裙板螺栓缺陷的检测性能，与YOLOv3相比，平均准确率提升11.3%，平均召回率提升13.6%。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
贺国京 杨汶东 易锦
运用有限元软件对多层岩溶地区大直径深水基桩在水平荷载作用下基桩的位移、内力进行数值分析。并将各种影响因素(溶洞的半径、高度、岩土弹模、桩基弹模、溶洞顶板厚度)下的分析结果进行比较,得出有若干有参考价值的结论。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张也 徐飞扬 杨鸿达 孟鑫淼 高颖
【目的】用钢材替代工字型木梁的腹板部分以解决纯木梁腹板易剪切破坏、抗弯刚度低的问题,有助于减小构件尺寸,增加其在大跨度建筑中的应用。【方法】在H型钢上下翼缘各覆一层木材并使用螺栓连接制备组合梁。对11根组合梁开展三点弯曲试验,研究螺栓间距、剪跨比对组合梁破坏模式、刚度和承载力的影响。通过4个推出试验研究钢木界面滑移对组合梁性能的影响。【结果】钢木组合梁的抗弯刚度比相同截面尺寸的矩形木梁提高了201%;H型钢在集中荷载作用下易发生上翼缘的局部屈曲,剪跨比为2时,试件出现脆性破坏特征,破坏始于上层木材,随着剪跨比增大,试件由脆性破坏转变为延性破坏,木材最先破坏位置由上层木材转变为下层木材;剪跨比增大时,组合梁抗弯刚度减小,延性系数增大,峰值荷载下降了15%以上;螺栓间距增大时,组合梁抗弯刚度增大,延性系数减小,峰值荷载上升了15%以上。考虑钢木界面滑移的屈服承载力和跨中挠度的计算公式具有较高的准确性,所得计算值与试验值误差基本在10%以内;由材性试验获取材性参数,在此基础上使用ABAQUS软件建立考虑钢木界面滑移的有限元模型,模拟结果较为准确,组合梁抗弯刚度和屈服荷载的模拟值与试验值误差基本在10%以内。【结论】钢材用作腹板部分可以显著提高梁的抗弯刚度,并防止腹板剪切破坏;考虑界面滑移后,组合梁抗弯性能的理论计算和有限元模拟结果均较为准确。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
吴文涛 何越磊 路宏遥
无砟轨道板在实际的服役过程中受循环荷载作用，容易产生结构承载能力下降和疲劳失效破坏等问题，严重危害行车安全，因此，对服役状态下轨道板剩余承载能力的量化表征至关重要。该文基于混凝土塑性损伤理论，开展轨道板损伤实际状态试验与分析。结合轨道板温度场与轮轨力监测数据拟合荷载谱，设计了温度与动荷载耦合作用下轨道板的疲劳试验。对轨道板进行四点弯拉试验，分别获得了不同阶段下轨道板残余变形与跨中挠度，量化了疲劳荷载作用下轨道板的塑性损伤和抗弯承载能力的演变特征。多场耦合疲劳作用下无砟轨道板出现塑性损伤，导致其抗弯承载能力不断退化。经疲劳循环后轨道板残余变形增加了6.25%，抗弯承载能力下降了6.85%。服役状态下轨道板整体性能的劣化必然导致结构的受力与变形特征发生改变，在实际养护维修中应重点关注薄弱位置的实际状态并辅以补强措施。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
丁敏 朱丹 许晶 蒋秀根 李密密
为研究风雪荷载作用下Venlo型温室结构的整体性能,利用ANSYS有限元分析软件,考虑温室结构的实际工作状态、材料非线性、几何大变形以及构件初始几何缺陷的影响,建立Venlo型温室结构的单榀骨架、整体骨架、整体骨架覆盖薄膜、整体骨架覆盖玻璃和整体骨架覆盖PC板5种计算模型,分别模拟5种风雪荷载工况下各结构的整体受力情况,给出了相应安全系数和空间作用系数,分析了Venlo型温室结构的空间整体性能。结果表明:檩条支撑作用使温室结构空间作用效应提高约033.7%;覆盖材料对提高整体骨架空间作用效应的影响不可忽略
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