【摘 要】
:
随着我国装备制造业突飞发展,由于应力集中或某些突发机械损伤造成贵重设备停机待修的情况频频发生,给设备安全运行和企业生产经营带来巨大的影响。激光熔覆再制造技术在零件快速成形修复中发挥重要作用;但是再制造过程中由于材料的性质、成形工艺不同,容易出现气孔、裂纹、应力集中等缺陷,为保证修复试件能够安全服役,需使用无损检测方法对其成形质量进行监控;金属磁记忆检测是唯一一种能够对构件早期应力集中的隐性损伤进行
论文部分内容阅读
随着我国装备制造业突飞发展,由于应力集中或某些突发机械损伤造成贵重设备停机待修的情况频频发生,给设备安全运行和企业生产经营带来巨大的影响。激光熔覆再制造技术在零件快速成形修复中发挥重要作用;但是再制造过程中由于材料的性质、成形工艺不同,容易出现气孔、裂纹、应力集中等缺陷,为保证修复试件能够安全服役,需使用无损检测方法对其成形质量进行监控;金属磁记忆检测是唯一一种能够对构件早期应力集中的隐性损伤进行定量评估的无损检测方法。因此,本文通过理论与试验相结合的方式对再制造构件激光熔覆工艺及疲劳磁记忆检测方法进行了研究,具体内容如下:(1)在分析铁磁性物质磁化过程磁畴变化与磁滞现象的基础上,通过J-A磁滞模型、磁畴聚合模型阐述了构件的“磁记忆”效应与应力检测原理;并对激光熔覆试件残余应力的产生与疲劳断裂经历的主要过程进行阐述,为进一步的试验研究奠定了基础。(2)激光熔覆工艺参数优化。利用激光熔覆技术修复试件的“U”形缺陷,通过正交试验和层次分析法对激光功率、扫描速度、保护气流量三个关键参数进行优选。结果表明激光功率1000W、扫描速度8mm/s、保护气流量900L/h,熔覆层整体形貌较好,熔覆层缺陷率与漏磁信号的综合评分最优,试件的残余应力达到最小值。(3)激光熔覆修复试件的金属磁记忆应力评价。对激光熔覆试件进行疲劳试验与磁记忆检测试验,探索不同疲劳周次下磁信号特征与疲劳损伤状态之间的映射关系。结果表明磁信号法向分量Hp(y)曲线随着疲劳周次N的增加呈顺时针旋转,且法向分量梯度偏离程度R值先缓慢增加、后迅速陡增;将损伤参量R=2.82、R=9.4作为熔覆试件的安全阈值,当R值介于2.82与9.4之间,需定期进行安全检测;当R值达到9.4的阈值时,再制造试件将出现裂纹和缩颈现象,应在其断裂失效前及时进行更换。(4)李萨如图在磁记忆二维定量检测中的应用。将磁记忆信号法向分量过零,切向分量存在最大值联合起来检测,引入法向分量微分Ky和切向分量微分Kx合成的李萨如图封闭曲线围成的当量面积S,对熔覆试件疲劳过程的应力状态进行分析。结果表明,当量面积S越大,疲劳损伤累积越严重;且当S∈(0,20)时熔覆试件的损伤程度较低;当S∈(20,100)时试件处于疲劳中期阶段;当S∈(100,200)时,试件进入了疲劳后期阶段,此时试件需要定期的进行安全检测;当S达到2×10~3数量级时,再制造修复试件处于濒临断裂状态,应立即更换。试验证明,磁记忆二维定量检测方法能够高效准确地对激光熔覆再制构件应力集中情况进行判定。
其他文献
随着城市地下工程的快速发展,人工冻结法凭借其良好的止水性能、支护稳定、形式灵活等优点,现已成为地铁隧道加固工程中常用的加固技术。对于地下立体交叉隧道线路冻结施工,考虑隧道在冻结过程中的冻胀位移则尤为重要,超过工程控制的冻胀变形将对周边建筑物、道路、管线等产生影响。特别是当冻结暗挖隧道处于既有地铁车站正下方,一有不慎将引发地铁车站建筑物结构变形、底板隆起等工程事故。因此,研究冻结加固下穿暗挖通道在施
铝合金以其自重轻、耐腐蚀性能好、免维护、外形美观等优势在建筑结构领域应用愈加广泛。由于铝合金焊接热影响区范围内材料强度显著下降,铝合金结构通常采用机械连接的方式,由高强螺栓连接的铝合金框架梁柱节点具有承载力高、延性好、施工简单等优点,被认为是代替铝合金焊接连接的较好连接方式之一。目前对铝合金结构的研究多集中在网壳网架空间节点,而高强螺栓连接铝合金框架梁柱节点的试验研究较少且缺乏系统性,在一定程度上
带肋焊接工字形钢梁因其良好的力学能性和经济实用性,广泛用于工业厂房和多高层建筑中,在其服役期间可能受到意外冲击荷载作用时,钢梁出现损伤、甚至破坏,危及结构的安全性,造成生命和财产损失。因此开展横向冲击荷载作用下带肋焊接工字形钢梁的动态响应及损伤研究具有重要意义,可为带肋焊接工字形钢梁结构抗冲击设计提供有益的参考。本文进行带肋焊接工字形钢梁的落锤冲击试验并运用Abaqus软件对冲击荷载作用下焊接工字
目前我国已全面建成小康社会,人们生活水平不断提高,对于住宅的声环境质量也更加重视。然而,广泛存在的噪声问题,特别是由楼板撞击声导致噪声投诉事件尤为突出,因此,控制、减少和限制楼板撞击声传播已成为楼板构造设计工作中急需考虑的重要问题。为了改善楼板的撞击声隔声性能,为居民提供安静、健康、绿色的居住环境,本文针对浮筑楼板撞击声隔声关键技术进行了以下几方面的研究,具体包括:(1)对福建地区民用建筑常用楼板
在混凝土框架结构中,节点是受力的关键部位,其安全可靠是保证框架结构正常工作的前提,所以有必要在节点服役过程中对其进行健康监测。声发射技术具有灵敏度高、可以实时动态检测的优点,在材料性能评价和结构损伤识别中具有广阔应用前景。本文基于声发射技术揭示了声发射信号在混凝土中的传播特性,开展了不同强度混凝土试块单轴压缩试验,建立了基于声发射撞击数的混凝土损伤因子用于描述混凝土受压过程,进行了混凝土框架节点低
为提高装配式钢筋混凝土(Reinforced Concrete,简称RC)桥墩接头的抗剪能力、耐久性和施工安全性,提出在装配式RC桥墩中心位置设置榫卯结构,并在拼接缝位置采用现浇工程水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composite,简称ECC)的混合连接构造。施工时通过预埋在桥墩预制节段底部的凸榫插入承台顶面预制的凹槽内,实现预制桥墩与承台的快速拼接。拼接缝位置采
随着高速铁路网的加密,高速铁路桥梁跨越断层或位于近断层范围内的几率大大增加。目前关于近断层地震作用下高速铁路连续刚构桥抗震性能及减震控制的研究还不完善,亟待进一步研究。本文考虑桥上轨道约束的影响,建立了高速铁路连续刚构桥的线-桥(轨道-桥梁)一体化模型,研究了近断层地震速度脉冲对桥梁动力响应影响,分析了近断层地震作用下桥梁的易损性,在此基础上提出了基于黏滞流体阻尼器的减震控制方法。主要工作和结论如
随着建筑行业快速发展,安全事故也频繁发生,不但延误工期,还会造成财产损失和人员伤亡。塔吊是建设施工过程中重要的材料运输设备,具有效率高、应用灵活、租赁便捷等优势。塔吊给施工带来便利同时,也蕴含了安全风险,如果发生事故,造成人员伤亡与经济损失大。因此,如何防止塔吊事故发生,降低事故损失,减少人员伤亡,具有重要的研究价值和实践意义。本文借鉴系统理论、事故致因理论,从塔吊系统事故发生的“潜在因素-显性因
钢管混凝土异形柱在建筑布局上具有很大的灵活性,越来越多的建筑结构开始采用钢管混凝土异形柱,同时也受到了许多研究人员的青睐。本文对多层多跨钢管混凝土异形柱框架结构的火灾全过程以及单层单跨刚性及半刚性钢管混凝土异形柱框架的滞回力学性能进行研究,主要工作内容如下:(1)建立钢管混凝土柱在高温下、高温后以及火灾全过程作用下的有限元模型,建立高温下钢管混凝土框架的有限元模型,对已有的59个试验算例进行计算,
型钢混凝土(Steel Reinforced Concrete,SRC)结构兼有混凝土结构与钢结构二者的优势,被普遍应用于现代高层建筑物中。在型钢混凝土结构的边部及角部,常采用的对称十字形配钢形式SRC节点,通过在柱型钢外翼加设钢牛腿配合焊接梁纵筋或在柱型钢腹板上开孔结合梁纵筋穿过孔洞弯起钢筋来满足锚固长度要求,该方法存在焊接质量难以保证、削弱钢材强度等问题。本文提出了采用扇叶形锚固板的非对称配钢