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基于点蚀演化的Q235钢材强度退化行为研究

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太原理工大学学报 2024年第2期55卷 356-364页

作者：傅本钊林瑞宗赵贇郭琪吴泽燕国网福建省电力有限公司经济技术研究院福州350000 太原理工大学土木工程学院太原030024

【目的】为了评估腐蚀后钢材强度随点蚀演化的退化行为,基于不同腐蚀时间的钢基体表面蚀坑统计结果,利用ABAQUS有限元分析软件与Python程序实现了随机点蚀的原位演化,在此基础上提出了随机点蚀演化的力学性能评估方法。【方法】在保证... 详细信息

【目的】为了评估腐蚀后钢材强度随点蚀演化的退化行为,基于不同腐蚀时间的钢基体表面蚀坑统计结果,利用ABAQUS有限元分析软件与Python程序实现了随机点蚀的原位演化,在此基础上提出了随机点蚀演化的力学性能评估方法。【方法】在保证数值模型与试验质量损失率一致的前提下,分析并验证了腐蚀钢材强度数值解的准确性和适用性,建立了点蚀影响下钢材的强度退化模型。此外,通过3组153个数值模型系统分析了蚀坑深度及质量损失率共同影响下Q235腐蚀钢材的屈服强度与极限强度的退化规律,提出了具有通用性的腐蚀后钢材屈服强度与极限强度随质量损失率与腐蚀深度的演化公式。【结果】结果表明,当蚀坑深度已知时,钢材剩余强度随质量损失率的增加呈指数型下降。点蚀影响下钢材的屈服强度和极限强度同时由质量损失率与蚀坑深度决定。

关键词：腐蚀钢材点蚀演化剩余强度质量损失率随机数值分析

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随机锈蚀H型钢柱偏压承载力分析

结构工程师 2024年第2期40卷 33-41页

作者：赵炳震杜颜胜李存良郭晓程王晓龙王建涛赵中伟陕西建工集团股份有限公司西安710000 天津大学建筑工程学院天津300072 西安市轨道交通集团有限公司西安710018 西安建筑科技大学土木工程学院西安710054 辽宁工程技术大学土木工程学院阜新123000

为了揭示随机锈蚀对H型钢柱在偏压作用下极限承载能力的影响,采用随机有限元方法对随机点蚀钢柱的抗弯承载力的变化规律进行了研究,考虑了轴压比、几何参数以及锈蚀深度对H型钢柱抗弯承载力折减系数的影响;得到了不同几何尺寸下H型钢柱... 详细信息

为了揭示随机锈蚀对H型钢柱在偏压作用下极限承载能力的影响,采用随机有限元方法对随机点蚀钢柱的抗弯承载力的变化规律进行了研究,考虑了轴压比、几何参数以及锈蚀深度对H型钢柱抗弯承载力折减系数的影响;得到了不同几何尺寸下H型钢柱的适用性,揭示了折减系数随锈蚀深度的变化规律,提出了用于预测抗弯承载力折减系数的理论计算公式。结果表明,所提出的理论公式可以准确预测随机点蚀H型钢柱的抗弯承载力,可为评估既有H型钢柱的极限承载力提供理论基础。

关键词：钢柱随机点蚀质量损失率折减系数锈蚀深度随机数值分析

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基于点蚀演化的Q235钢材强度退化行为研究

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太原理工大学学报 2023年

作者：傅本钊林瑞宗赵贇郭琪吴泽燕国网福建省电力有限公司经济技术研究院太原理工大学土木工程学院

为了评估腐蚀后钢材强度随点蚀演化的退化行为，基于不同腐蚀时间时的钢基体表面蚀坑统计结果，利用ABAQUS有限元分析软件与Python程序实现了随机点蚀的原位演化，在此基础上提出了随机点蚀演化的力学性能评估方法。在保证数值模型与试... 详细信息

为了评估腐蚀后钢材强度随点蚀演化的退化行为，基于不同腐蚀时间时的钢基体表面蚀坑统计结果，利用ABAQUS有限元分析软件与Python程序实现了随机点蚀的原位演化，在此基础上提出了随机点蚀演化的力学性能评估方法。在保证数值模型与试验质量损失率一致的前提下，分析并验证了腐蚀钢材强度的数值解的准确性和适用性，建立了点蚀影响下钢材的强度退化模型。此外，通过3组153个数值模型系统分析了蚀坑深度及质量损失率共同影响下Q235腐蚀钢材的屈服强度与极限强度的退化规律，提出了具有通用性的腐蚀后钢材屈服强度与极限强度的随质量损失率与腐蚀深度的演化公式。结果表明，当蚀坑深度已知时，钢材剩余强度随质量损失率的增加呈指数型下降。点蚀影响下钢材的屈服强度和极限强度同时由质量损失率与蚀坑深度决定。

关键词：腐蚀钢材点蚀演化剩余强度质量损失率随机数值分析

栓接钢板受力性能及锈损后抗剪随机分析方法研究

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栓接钢板受力性能及锈损后抗剪随机分析方法研究

作者：李天荷辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

高强度螺栓连接作为重要的传力构件,其受力复杂且以剪切破坏为主,因此,有必要研究高强螺栓连接在剪力作用下的破坏模式和工作机理。此外,对于处于受拉状态下的螺栓连接钢板,现有研究的重点一直集中在螺栓本身,因此,有必要对受拉状态下... 详细信息

高强度螺栓连接作为重要的传力构件,其受力复杂且以剪切破坏为主,因此,有必要研究高强螺栓连接在剪力作用下的破坏模式和工作机理。此外,对于处于受拉状态下的螺栓连接钢板,现有研究的重点一直集中在螺栓本身,因此,有必要对受拉状态下的栓接钢板进行研究。本文建立了拉拔作用下高强螺栓连接钢板的精细化数值模型,并以此探究了关键参数对栓接钢板破坏模式和拉拔极限承载力的影响。同时,本文提出了剪力作用下高强螺栓连接的简化数值模型,并通过简化数值模型计算结果与精细化数值模型计算结果和实验结果的比较,验证了本文所建立简化数值模型的准确性和高效性。此外,建立了锈蚀模式下高强螺栓连接随机数值模型,以此分析了质量损失率对预紧力变化规律的影响,以及预紧力的随机分布对高强螺栓群抗剪承载力随机分布的影响。本文研究内容如下:(1)采用拉拔作用下高强螺栓连接钢板的精细化数值模型,分析了钢板屈服强度及厚度、螺母有效深度及厚度、螺栓预紧力和剪力对栓接钢板破坏模式和拉拔极限承载力的影响。研究结果表明,栓接钢板拉拔极限承载力受预紧力的影响有限,但随着钢板屈服强度和钢板厚度的增加而线性增加。在此基础上,进一步提出了一种预测栓接钢板拉拔极限承载力的解析方法,并通过与有限元分析结果的比较验证了解析方法的准确性。(2)基于通用有限元ANSYS软件,建立了剪力作用下高强螺栓连接简化数值模型,通过与精细化数值模型和试验结果的比较,验证了简化数值模型的合理性。同时,研究了螺杆螺孔直径、钢板厚度及屈服强度对两种模型计算精度的影响。结果表明,简化数值模型节约了计算成本且计算结果具有较高的精度和更好的收敛性。(3)建立了锈蚀模式下精细化高强螺栓连接随机数值模型,并以此分析了在均匀锈蚀和随机锈蚀下质量损失率对螺栓预紧力变化规律的影响,同时研究了预紧力概率分布模型。结果表明,随机锈蚀较均匀锈蚀更能体现高强螺栓连接的真实锈蚀工况。进一步,建立了高强螺栓群随机简化数值模型,以此研究了预紧力随机分布下螺栓群抗剪承载力的随机分布,以及锈蚀高强螺栓群的滞回性能。本论文包含78幅图片、3个表格以及98篇相关参考文献。

关键词：高强度螺栓连接非线性弹簧单元拉拔极限承载力随机锈蚀预紧力随机数值分析质量损失率

随机锈蚀H型钢构件抗弯承载力退化规律及概率分布模型研究

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随机锈蚀H型钢构件抗弯承载力退化规律及概率分布模型研究

作者：唐路孟辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

H型钢构件已被广泛应用于建筑结构中,而钢构件在服役过程中会不可避免地发生锈蚀,这样就会导致钢构件表面变得不规则,从而影响钢构件的承载能力,严重威胁钢结构的安全。在实际工程中,钢构件表面往往发生点蚀。采用有限元软件分析了随机... 详细信息

H型钢构件已被广泛应用于建筑结构中,而钢构件在服役过程中会不可避免地发生锈蚀,这样就会导致钢构件表面变得不规则,从而影响钢构件的承载能力,严重威胁钢结构的安全。在实际工程中,钢构件表面往往发生点蚀。采用有限元软件分析了随机点蚀下对钢构件承载力的影响,从质量损失率、轴压比、几何参数以及锈蚀参数这几个方面入手,研究它们对钢构件承载力折减系数的影响以及钢构件承载力的概率分布模型。并在此基础上,提出了特定条件下折减系数的理论分析方法,该方法可以根据质量损失率来确定随机点蚀下钢构件承载力的折减系数,有助于确定点蚀构件承载力的退化规律,为评估钢构件使用寿命及维护方案提供帮助;具体研究内容如下:(1)揭示了受拉翼缘和受压翼缘锈蚀对钢梁抗弯承载力的影响。系统的研究了锈蚀位置对抗弯承载力的影响,同时验证有限元模型的可靠性,分析了锈蚀和几何参数对钢梁抗弯承载力的影响,基于此提出了抗弯承载力预测的解析方法。(2)通过非线性数值分析方法,研究了锈蚀钢梁的力学行为;结果表明,具有随机锈蚀坑的钢梁的抗弯承载力呈正态分布;同时研究了锈蚀参数(含锈蚀深度T、蚀坑直径D和蚀坑数量n对锈蚀钢梁的概率分布模型的影响。(3)研究了随机点蚀对钢柱抗压承载力的影响,通过对结果的分析,得到了不同部位的锈蚀、几何尺寸和材料强度对钢梁抗弯承载力的影响规律。在考虑点蚀深度、几何尺寸和点蚀尺寸的同时,还将一侧翼缘的随机点蚀与两侧翼缘随机点蚀的情况进行对比,研究其折减系数递减规律的相同点与不同点。(4)实际中钢柱总是同时受到轴力和弯矩的作用。而轴向力的存在会降低钢柱的抗弯承载力,这种影响对于锈蚀的钢柱来说也是如此。研究了随机锈蚀H型钢柱在偏压作用下承载力退化规律,分析了点蚀对锈蚀钢柱承载力的影响,提出了一种预测锈蚀钢柱在轴压下的抗弯承载力的方法。(5)研究了锈蚀坑的位置和大小这些参数对钢柱的质量损失率和抗弯承载力的影响。建立在轴压作用下随机点蚀钢柱抗弯承载力的概率分布模型,以及特定锈蚀深度和几何参数的概率分布模型。该论文有图94幅,表2个,参考文献62篇。

关键词：钢构件随机锈蚀质量损失率抗弯承载力抗压承载力随机数值分析正态分布