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精密不锈钢管智能力学研究

精密不锈钢管智能力学研究    制作了12根不锈钢管混凝土曲杆和3根不锈钢管混凝土直杆、1根空不锈钢管曲杆对比试件,对曲杆进行两端中心受压试验,对直杆进行偏心受压试验。试验的主要参数是名义长细比(λn=24、48和72)和初始弯曲度(u0=0~140mm)。试验结果表明,随着试件名义长细比和初始弯曲度的增大,不锈钢管混凝土曲杆的初始刚度减小,极限承载力也随之降低;不锈钢管混凝土曲杆与不锈钢管混凝土偏压直杆的受力性能及破坏形态总体上类似,其承载力和刚度均略高于相应的偏压直杆.基于有限元分析AppABAQUS建立了数值模型,对不锈钢管混凝土曲杆受力特性进行分析,有限元分析结果和试验结果吻合良好.在此基础上,对不锈钢管混凝土曲杆受压承载力进行了参数分析,结果表明,不锈钢管混凝土曲杆承载力较相应的偏压直杆提高均在5%以内,采用现有规范中计算普通钢管混凝土压弯构件承载力的方法计算不锈钢管混凝土曲杆受压承载力偏于保守。为研究高温对不锈钢方管柱的影响,本试验以高温条件,长径比以及壁厚作为参数对不锈钢方管柱的力学性能进行了研究。通过试验得到了试件的失效模式、荷载—位移曲线以及荷载—应变曲线,并分析了高温、壁厚以及长径比对试件极限承载力、刚度以及延性的影响。研究结果表明:高温对试件的失效模式无明显影响,但会降低试件的极限承载力;高温后,壁厚较大的试件的延性会提高,而壁厚较小的试件的延性会降低;试件的极限承载力以及延性会随着壁厚的增加而提高。此外,本文还采用数值分析的方法对整个试验过程进行了模拟,通过与试验结果的对比,可以发现该有限元模型能够很好地对高温后不锈钢方管柱失效模式进行预测。 为了使冷加工精密不锈钢成品管外表面粗糙度达到产品质量要求,开发了一种精密不锈钢管外表面智能抛光设备。该设备采用自浮动磨削工艺,可处理钢管外径范围为19~114 mm,可处理钢管长度1 000~12 000 mm,抛光后表面粗糙度Ra≤0.4μm,单边单次最大去除量为0.03 mm,抛头数量为9组,最大抛光速度为20 m/min。应用结果表明,该抛光抛光后的产品表面质量达到了设计要求,可适用于航天、航空、医药、核电、军工等领域用精密管的表面处理加工。 针对不锈钢管坯洁净度不足、穿孔裂纹、起皮、轧制表面裂纹等缺陷特征,研究和改进了不锈钢管坯连铸的相关工艺,通过采用复合脱氧、调整中间包结构、优化结晶器流场、增加末端电磁搅拌等工艺措施,提升了连铸钢水的洁净度和不锈钢管原料坯的低倍、表面质量,有效保证了高品质不锈钢管的品种开发和质量控制。

 

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