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高强度环槽铆钉拉-剪力学性能研究

建筑结构学报 2024年第8期 259-270页

作者：徐菲曾文彦周绪红王宇航重庆大学土木工程学院重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室

为研究8.8级和10.9级两种高强度短尾环槽铆钉连接副的拉-剪力学性能，开展环槽铆钉连接副在不同拉-剪耦合作用下的力学性能试验，得到其在不同拉-剪耦合作用下的失效模式、荷载-位移曲线等力学性能；对铆钉断口微观形貌进行电镜扫描，... 详细信息

为研究8.8级和10.9级两种高强度短尾环槽铆钉连接副的拉-剪力学性能，开展环槽铆钉连接副在不同拉-剪耦合作用下的力学性能试验，得到其在不同拉-剪耦合作用下的失效模式、荷载-位移曲线等力学性能；对铆钉断口微观形貌进行电镜扫描，分析不同拉-剪耦合作用下的环槽铆钉连接副的失效机理。研究结果表明：环槽铆钉连接副的失效模式有套环拉脱和铆钉断裂两类，均呈现延性破坏；通过微观层面的断口形貌发现，在不同拉-剪耦合作用下铆钉为准解理断裂，具有一定延性。基于试验结果与理论分析，提出了环槽铆钉连接副在上述两种极限状态下的力学模型，建立了拉-剪耦合承载力设计方法。结果表明，该设计方法能较好地预测试验结果，8.8级与10.9级环槽铆钉承载力计算值与试验值之比分别为0.92和0.97。

关键词：环槽铆钉拉-剪耦合套环失效铆钉断裂承载力设计方法

波纹钢板纵向接缝环槽铆钉连接与高强度螺栓连接受剪性能试验研究

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建筑结构学报 2022年第10期43卷 320-331页

作者：苏明周诸成豪张辰茜王萌萌西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室陕西西安710055

与高强度螺栓连接相比,环槽铆钉连接具有预紧力不易损失、耐久性好等优势,具有替代高强度螺栓用于波纹钢板纵向接缝的可行性。为便于实际工程应用,需要对其受剪性能进行研究。以波形、板厚与连接件个数为参数设计了6组36个波纹钢板纵向... 详细信息

与高强度螺栓连接相比,环槽铆钉连接具有预紧力不易损失、耐久性好等优势,具有替代高强度螺栓用于波纹钢板纵向接缝的可行性。为便于实际工程应用,需要对其受剪性能进行研究。以波形、板厚与连接件个数为参数设计了6组36个波纹钢板纵向接缝的轴压试验,包括两组单波波纹钢板环槽铆钉连接接缝、两组四波波纹钢板环槽铆钉连接接缝以及两组四波波纹钢板高强度螺栓连接接缝。波纹钢板波形尺寸分别为150 mm×50 mm、380 mm×140 mm,板厚分别为6、7 mm和8 mm。同时考虑波形和铆钉直径的影响,对四种连接形式的32个环槽铆钉进行了预紧力试验。主要从预紧力和受剪承载力两方面对两种连接形式进行了对比,并研究了钉群效应对于环槽铆钉连接纵向接缝承载力的影响。结果表明:强度等级相同的环槽铆钉预紧力明显高于高强度螺栓预紧力,环槽铆钉接缝在试验加载过程中未出现类似于高强度螺栓接缝的预紧力损失、连接松动现象,前者具有更大的受剪承载力和更好的延性。按JGJ 99—2015《高层民用建筑钢结构技术规程》计算波纹钢板环槽铆钉连接纵向接缝承载力偏于保守。考虑钉群效应的影响,建议采用JGJ 99—2015计算孔壁承压承载力时乘以1.4的增大系数,计算环槽铆钉受剪承载力时乘以1.1的增大系数。

关键词：波纹钢板纵向接缝环槽铆钉高强度螺栓轴压试验预紧力

环槽铆钉连接副抗腐蚀性能及夹紧力群铆试验研究

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世界桥梁 2023年第2期51卷 76-81页

作者：戴润达于红杰付常谊张钦左世斌中铁山桥集团有限公司河北秦皇岛066299 眉山中车紧固件科技有限公司四川眉山620010

环槽铆钉连接副具有抗腐蚀性能好、夹紧力稳定性高等优点,为给环槽铆钉连接副在桥梁工程中的应用提供参考,以采用环槽铆钉的钢桁梁桥——廊坊市光明道立交桥为背景,对环槽铆钉连接副抗腐蚀性能及群铆效应对夹紧力的影响进行研究。分析... 详细信息

环槽铆钉连接副具有抗腐蚀性能好、夹紧力稳定性高等优点,为给环槽铆钉连接副在桥梁工程中的应用提供参考,以采用环槽铆钉的钢桁梁桥——廊坊市光明道立交桥为背景,对环槽铆钉连接副抗腐蚀性能及群铆效应对夹紧力的影响进行研究。分析环槽铆钉连接副工作原理和抗腐蚀机理,通过中性盐雾试验研究不同腐蚀时间下环槽铆钉连接副的抗腐蚀性能,并与传统高强度螺栓进行对比,采用群铆顺序试验研究环槽铆钉连接副在桥梁节点全数量铆接中群铆效应对夹紧力的影响。结果表明:在中性盐雾试验中环槽铆钉连接副的铆钉与套环配合区域几乎无锈蚀,环槽铆钉连接副较高强度螺栓连接副表现出更优异的抗腐蚀性能;群铆顺序试验中环槽铆钉连接副夹紧力衰减约1.48%,具有优异的夹紧力稳定性,满足钢结构桥梁节点对紧固件的要求;环槽铆钉可采用从节点中心向另一端逐步铆接的顺序。

关键词：钢结构桥梁环槽铆钉高强度螺栓腐蚀夹紧力群铆效应试验研究

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环槽铆钉在公路桥梁中应用的试验研究

公路 2022年第1期67卷 104-108页

作者：易志宏刘浪田波胡方年四川省公路规划勘察设计研究院有限公司成都市610041 中车眉山车辆有限公司成都市610031

环槽铆钉具有预紧力一致性好、防松动能力优异、抗疲劳和抗延迟断裂能力强等特点,是公路桥梁连接副的理想选择。由于缺乏相关试验研究以及工程实用案例,环槽铆钉在公路桥梁上鲜有使用。针对公路桥梁连接副的特点,开展了环槽铆钉预紧力... 详细信息

环槽铆钉具有预紧力一致性好、防松动能力优异、抗疲劳和抗延迟断裂能力强等特点,是公路桥梁连接副的理想选择。由于缺乏相关试验研究以及工程实用案例,环槽铆钉在公路桥梁上鲜有使用。针对公路桥梁连接副的特点,开展了环槽铆钉预紧力试验研究。试验结果表明,同型号环槽铆钉的预紧力值大于高强螺栓,且均匀性好;环槽铆钉可参照高强螺栓技术规程中的铆接顺序进行安装;温度变化对环槽铆钉预紧力的影响较小;公路桥梁钢结构常用板厚变化对于环槽预紧力的影响较小。

关键词：公路钢结构桥环槽铆钉群铆连接预紧力抗滑移系数

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腐蚀对5.8级环槽铆钉疲劳性能影响的研究

工程力学 2023年

作者：杨俊芬同钿萌李立和宋传新张钢郝际平苗广威张钦西安建筑科技大学土木工程学院中国能源建设集团甘肃省电力设计院有限公司新疆兵团建材(集团)有限公司眉山中车紧固件科技有限公司

为研究腐蚀对环槽铆钉剪切疲劳性能的影响，对5.8级LMY8环槽铆钉与同规格普通螺栓进行剪切疲劳试验、90天盐雾腐蚀处理后的剪切疲劳试验，并对腐蚀处理后的环槽铆钉进行表面形貌分析、能量色散X射线光谱(EDX)分析和断口形貌分析。结果... 详细信息

为研究腐蚀对环槽铆钉剪切疲劳性能的影响，对5.8级LMY8环槽铆钉与同规格普通螺栓进行剪切疲劳试验、90天盐雾腐蚀处理后的剪切疲劳试验，并对腐蚀处理后的环槽铆钉进行表面形貌分析、能量色散X射线光谱(EDX)分析和断口形貌分析。结果表明：由于套环和铆钉杆之间的过盈配合，使得环槽铆钉具有较好的抗腐蚀性能，腐蚀处理后环槽铆钉的疲劳寿命仅下降6.57％，相比经过腐蚀处理的螺栓疲劳寿命下降了74.47％。腐蚀处理后的环槽铆钉的光杆段腐蚀程度较轻，但光杆段表面出现较多腐蚀坑，这将影响环槽铆钉的力学性能；腐蚀处理后环槽铆钉的疲劳断口在疲劳源区、裂纹扩展区和瞬断区均发生变化，主要原因是铆钉杆的腐蚀坑使得疲劳过程表现出更明显的脆性，因此未作腐蚀处理的环槽铆钉可以观察到剪切唇，而经腐蚀处理的环槽铆钉断口较平整。

关键词：环槽铆钉腐蚀应力幅值疲劳性能形貌分析 EDX分析

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螺栓与环槽铆钉的抗剪性能对比试验研究

工业建筑 2023年

作者：王金锁张钦徐玉波李力杨俊芬张雄西安建筑科技大学土木工程学院北京送变电有限公司眉山中车紧固件科技有限公司国网新疆电力有限公司建设分公司

环槽铆钉作为一种新型紧固件，因其优异的性能现已广泛应用于航空航天、轨道交通、桥梁工程和建筑结构等相关领域。在电力铁塔领域，主节点连接处主要使用螺栓连接，受力方式主要为受剪连接。环槽铆钉作为一种新的连接技术，未在电力铁... 详细信息

环槽铆钉作为一种新型紧固件，因其优异的性能现已广泛应用于航空航天、轨道交通、桥梁工程和建筑结构等相关领域。在电力铁塔领域，主节点连接处主要使用螺栓连接，受力方式主要为受剪连接。环槽铆钉作为一种新的连接技术，未在电力铁塔领域使用，为保证关键节点剪切性能满足要求，本文对8.8级环槽铆钉以及同规格的普通螺栓进行了受剪静力试验与节点抗剪试验，对比两者的单钉性能以及其节点连接中的抗剪性能。研究结果表明：环槽铆钉的单钉性能优于普通螺栓。在板材强度、螺孔的间距与边距满足要求的前提下，连接件的承载力取决于环槽铆钉的抗剪强度，其破坏形式为铆钉剪断。板件之间的摩擦力可忽略不计，连接形式属于承压性连接。同规格下环槽铆钉的抗剪性能优于普通螺栓，两者破坏过程中产生的滑移相同。在抗剪承载力方面，环槽铆钉可以代替螺栓在输电铁塔中进行连接。试验数据可以为环槽铆钉在输电铁塔中的设计与施工提供基础数据与参考依据。

关键词：螺栓连接环槽铆钉力学性能破坏模式

钢结构高强度环槽铆钉T形连接件受力性能研究

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钢结构高强度环槽铆钉T形连接件受力性能研究

作者：朱锐华中科技大学

学位级别：硕士

钢结构建筑由于其自身优越的经济性、稳定性和防震性能,近几十年在我国发展迅速,但当前大多数钢结构建筑在连接中都在使用的高强度螺栓在受振动时易发生松动,造成连接发生断裂或存在安全隐患。国内相关公司研发的大直径高强度合金钢环... 详细信息

钢结构建筑由于其自身优越的经济性、稳定性和防震性能,近几十年在我国发展迅速,但当前大多数钢结构建筑在连接中都在使用的高强度螺栓在受振动时易发生松动,造成连接发生断裂或存在安全隐患。国内相关公司研发的大直径高强度合金钢环槽铆钉受力性能良好,在抗疲劳性能、防松动性能方面相比高强度螺栓有很大优势,但是目前对其本身及连接件承载性能的研究较少,因此本文开展了针对此类环槽铆钉的力学性能及T形件连接的系统性研究,以试验研究、数值模拟和理论分析的方法,从“紧固件元件→T形件连接”两个层次探究环槽铆钉的受力机理,进一步高强度环槽铆钉T形连接件建议设计方法,主要有以下工作:(1)对拉断型和短尾型环槽铆钉开展了材料力学性能试验,测量了90个高强度环槽铆钉的预紧力,并监测了其紧固后预紧力的松弛情况,再进行了63个环槽铆钉在受拉、受剪和拉剪等不同受力状态中承载性能试验。先建立了单个环槽铆钉精细化有限元模型,再推导建立了环槽铆钉简化数值模型,实现了在数值分析中对环槽铆钉连接件的高效计算。(2)对19个高强度环槽铆钉T形连接件开展静力受拉试验。试件包含两种铆钉布置方式,探究了环槽铆钉等级、铆钉直径大小、翼缘板厚度等因素对T形件承载性能的影响,通过试验提取了T形件受拉破坏的受力性能数据与荷载-位移曲线,总结了高强度环槽铆钉T形连接件破坏模式,分析了试件受拉破坏规律。(3)建立高强度环槽铆钉T形连接件有限元模型,用试验结果验证所建模型的准确性。建立了40个高强度环槽铆钉T形连接件有限元模型进行参数分析,深入研究了T形件钢板材料等因素对铆钉T形件受拉性能的影响。并提取了参数分析试件中的撬力进行分析,探究了铆钉T形件撬力大小的影响因素与变化规律。(4)验证了欧规EC3、国标JGJ 82-2011和美规AISC中关于螺栓T形连接件的设计方法对高强度环槽铆钉T形连接件的适用性,在试验结果和数值模拟的基础上,深入分析环槽铆钉T形件的工作机理,结合现有规范,提出适用于高强度环槽铆钉T形连接件的建议设计方法。

关键词：钢结构环槽铆钉 T形件参数分析设计方法

基于机器视觉的环槽铆钉定位及紧固状态识别研究

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基于机器视觉的环槽铆钉定位及紧固状态识别研究

作者：冯宇阳宁夏大学

学位级别：硕士

目前的环槽铆钉铆接质量是通过分析铆接压力-位移曲线进行判断的,此方法易受摩擦力以及温度等外界因素影响,不能准确识别环槽铆钉紧固状态。本文结合现有铆接质量检测中存在的问题,根据机器视觉定位技术与检测技术的原理,对环槽铆钉定... 详细信息

目前的环槽铆钉铆接质量是通过分析铆接压力-位移曲线进行判断的,此方法易受摩擦力以及温度等外界因素影响,不能准确识别环槽铆钉紧固状态。本文结合现有铆接质量检测中存在的问题,根据机器视觉定位技术与检测技术的原理,对环槽铆钉定位以及紧固状态识别技术进行了研究,并通过以下步骤实现铆钉定位及紧固状态识别。首先分析目标工件特点,确定环槽铆钉质量检测的实现方法,并对机器视觉系统中的硬件设备的选择及安装方式进行了研究。其次,分析硬件设备中相机的成像模型及成像畸变的原因,利用Halcon软件进行相机标定以及畸变图像校正。然后,运用一系列图像预处理算法对定位图像以及紧固状态识别图像进行处理,得到目标连通域清晰的二值图像。通过图像特征筛选的方式分割定位与状态识别二值图像中的目标连通域,并分别进行定位和识别。最后对环槽铆钉定位与紧固状态识别系统进行软件平台的开发,并运用搭建的软件平台进行实验操作,并分析实验结果。为提高环槽铆钉定位精度和状态识别正确率,本文提出了以下改进。（1）针对环槽铆钉定位部分,根据研究目标特点,提出了一种基于修正系数的定位算法,实验结果表明,改进定位方法可提高铆钉坐标的定位精度。（2）针对环槽铆钉状态识别部分,提出了一种基于感兴趣区域ROI的去噪方法,经验证,该方法可有效滤除噪点,提高识别正确率。实验结果表明:基于机器视觉的环槽铆钉定位与紧固状态识别系统的铆钉定位正确率为97%、铆钉紧固状态识别正确率为96%,能够满足实际生产线的铆接质量检测需求。

关键词：机器视觉图像定位状态识别图像处理环槽铆钉

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单边螺栓发展现状与展望

工程力学 2024年

作者：郝际平曲凯薛强孙晓岭徐坤方春生西安建筑科技大学土木工程学院西安建筑科技大学设计研究总院有限公司中建科工集团有限公司中建钢构股份有限公司

为了使闭口截面柱和梁之间的连接更加高效，诸多类型可实现单侧安装和单侧紧固的单边螺栓得以开发和应用，这些单边螺栓在组成、安装方式、紧固机制以及受力机理等方面各有特点。本文共对22种单边螺栓进行了调研，根据紧固机制将单边螺... 详细信息

为了使闭口截面柱和梁之间的连接更加高效，诸多类型可实现单侧安装和单侧紧固的单边螺栓得以开发和应用，这些单边螺栓在组成、安装方式、紧固机制以及受力机理等方面各有特点。本文共对22种单边螺栓进行了调研，根据紧固机制将单边螺栓分为2个大类和5个小类。对每种单边螺栓的组成、安装方式和紧固机理进行了详细的叙述，同时对部分重要单边螺栓的发展脉络和受力性能研究进行了梳理；对单边螺栓和高强度螺栓受力性能的量化对比表明目前仅有少部分单边螺栓的受力性能可以达到高强度螺栓的水平。在此基础上，对单边螺栓的发展和研究方向提出了展望，以期为单边螺栓在建筑结构领域的工程实践提供参考。

关键词：装配式钢结构单边螺栓闭口截面紧固机制力学性能环槽铆钉