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山東飛沃鋼鐵有限公司
受加工和服役中各因素的影響,輸電鐵塔中的角鋼會出現(xiàn)裂紋.有必要研究裂紋對角鋼承載力的影響程度,以確定檢測方法和補修措施.本文針對某輸電鐵塔角鋼主材出現(xiàn)的裂紋,基于裂紋擴展的COD準則和擴展有限元理論,采用ABAQUS模擬了角鋼橫向和縱向裂紋在拉力和壓力作用下的擴展過程,研究了橫向和縱向裂紋對輸電塔角鋼主材受拉和受壓承載力的影響.結(jié)果表明:擴展有限元可以高效模擬角鋼裂紋的擴展過程;橫向裂紋和縱向裂紋均可降低角鋼主材的受拉和受壓承載力,但敏感程度不同.其中,角鋼的縱向受拉承載力對橫向裂紋的長度為敏感.
Q235B、Q345 、Q345B
為研究Q420C角鋼在大矯直應(yīng)變過程中的鑄坯凝固傳熱行為以及Al N析出對鑄坯和軋材質(zhì)量的影響,本文通過Pro CAST模擬軟件和射釘試驗,對不同參數(shù)條件下鑄坯表面和角部溫度以及坯殼厚度等進行模擬計算,并提出了凝固坯殼厚度修正公式.通過Gleeble實驗得出,鑄坯在1008~1364℃溫度范圍內(nèi)時具有較好的熱塑性.對Al N析出的熱力學(xué)和動力學(xué)研究表明,鑄坯應(yīng)避開在Al N析出“窗口”內(nèi)矯直,軋制前加熱爐均熱溫度控制在1160~1200℃,終軋溫度控制在850℃以上可減少Al N在奧氏體晶界沉淀析出.經(jīng)過工藝試驗,成功開發(fā)出Q420C角鋼,軋材平均合格率達到90%,綜合性能指標滿足要求.
角鋼輸電鐵塔是輸電線路工程的重要組成部分,對電力線路的安全運行至關(guān)重要。然而,由于長時間露天運行,污染的大氣、酸雨、酸性土壤、沿海環(huán)境等各種不利因素,造成了輸電鐵塔角鋼構(gòu)件不同程度的銹蝕,導(dǎo)致角鋼截面削弱乃至銹穿、銹斷等突出問題,對鐵塔整體結(jié)構(gòu)的安全性造成了嚴重影響。因此,進行銹蝕后角鋼構(gòu)件的承載性能研究具有重要的意義。對徐州地區(qū)輸電線路鐵塔的銹蝕情況進行了現(xiàn)場調(diào)研,結(jié)果表明:部分輸電鐵塔存在明顯銹蝕現(xiàn)象,其中銹蝕多發(fā)生于主要受力材、水平桿件、接地裝置、塔腳螺栓等受力較大、靠近地面及容易積水的構(gòu)件。研制了適用于角鋼試件的電化學(xué)加速銹蝕裝置,并通過該裝置獲得了帶有坑蝕的均勻銹蝕角鋼試件,進行了均勻銹蝕角鋼單邊連接偏心受壓構(gòu)件的試驗研究,提出了均勻銹蝕角鋼構(gòu)件剩余承載力百分比與銹蝕率的關(guān)系方程。結(jié)果表明:均勻銹蝕角鋼構(gòu)件剩余承載力百分比隨著銹蝕率的增大而線性降低,且不同長細比、不同截面類型銹蝕角鋼構(gòu)件,其剩余承載力百分比降低速率趨于一致。提出了基于折算厚度,根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)規(guī)范進行銹蝕后角鋼單邊連接偏心受壓構(gòu)件極限承載力計算的方法。建議采用《架空輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)規(guī)定》DL/T 5154-2012計算銹蝕后角鋼單邊連接偏心受壓構(gòu)件極限承載力。采用人工打磨的方法制作了局部銹蝕角鋼試件,進行了局部銹蝕角鋼單邊連接偏心受壓構(gòu)件的試驗研究,分析了銹蝕位置、銹蝕面積對角鋼構(gòu)件極限承載力的影響規(guī)律,驗證了有限元模擬的可靠性。采用ANSYS軟件建立了角鋼構(gòu)件的有限元模型,分析了銹蝕位置、銹蝕面積以及截面損失率對角鋼構(gòu)件極限承載力的影響規(guī)律。試驗和有限元分析結(jié)果表明:局部銹蝕角鋼構(gòu)件極限承載力隨著局部銹蝕截面損失率增大而逐漸降低;與發(fā)生在非連接肢上的局部銹蝕相比,當銹蝕發(fā)生在連接肢上時,角鋼構(gòu)件極限承載力下降幅度更大;對于連接肢局部銹蝕構(gòu)件,隨著銹蝕位置由端部靠近跨中,其極限承載力逐漸降低;對于非連接肢局部銹蝕構(gòu)件,隨著銹蝕位置由端部靠近跨中,構(gòu)件極限承載力先升高后降低;構(gòu)構(gòu)件極限承載力與連接肢銹蝕面積的相關(guān)關(guān)系較為復(fù)雜,部分構(gòu)件極限承載力甚至隨著連接肢銹蝕面積的增大而增大;構(gòu)件極限承載力隨著非連接肢銹蝕面積的增大而逐漸降低。提出了基于截面損失率的局部銹蝕角鋼單邊連接偏心受壓構(gòu)件極限承載力的計算方法
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