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      精密不銹鋼管智能力學研究

      精密不銹鋼管智能力學研究    制作了12根不銹鋼管混凝土曲桿和3根不銹鋼管混凝土直桿、1根空不銹鋼管曲桿對比試件,對曲桿進行兩端中心受壓試驗,對直桿進行偏心受壓試驗。試驗的主要參數是名義長細比(λn=24、48和72)和初始彎曲度(u0=0~140mm)。試驗結果表明,隨著試件名義長細比和初始彎曲度的增大,不銹鋼管混凝土曲桿的初始剛度減小,極限承載力也隨之降低;不銹鋼管混凝土曲桿與不銹鋼管混凝土偏壓直桿的受力性能及破壞形態總體上類似,其承載力和剛度均略高于相應的偏壓直桿.基于有限元分析軟件ABAQUS建立了數值模型,對不銹鋼管混凝土曲桿受力特性進行分析,有限元分析結果和試驗結果吻合良好.在此基礎上,對不銹鋼管混凝土曲桿受壓承載力進行了參數分析,結果表明,不銹鋼管混凝土曲桿承載力較相應的偏壓直桿提高均在5%以內,采用現有規范中計算普通鋼管混凝土壓彎構件承載力的方法計算不銹鋼管混凝土曲桿受壓承載力偏于保守。為研究高溫對不銹鋼方管柱的影響,本試驗以高溫條件,長徑比以及壁厚作為參數對不銹鋼方管柱的力學性能進行了研究。通過試驗得到了試件的失效模式、荷載—位移曲線以及荷載—應變曲線,并分析了高溫、壁厚以及長徑比對試件極限承載力、剛度以及延性的影響。研究結果表明:高溫對試件的失效模式無明顯影響,但會降低試件的極限承載力;高溫后,壁厚較大的試件的延性會提高,而壁厚較小的試件的延性會降低;試件的極限承載力以及延性會隨著壁厚的增加而提高。此外,本文還采用數值分析的方法對整個試驗過程進行了模擬,通過與試驗結果的對比,可以發現該有限元模型能夠很好地對高溫后不銹鋼方管柱失效模式進行預測。 為了使冷加工精密不銹鋼成品管外表面粗糙度達到產品質量要求,開發了一種精密不銹鋼管外表面智能拋光設備。該設備采用自浮動磨削工藝,可處理鋼管外徑范圍為19~114 mm,可處理鋼管長度1 000~12 000 mm,拋光后表面粗糙度Ra≤0.4μm,單邊單次最大去除量為0.03 mm,拋頭數量為9組,最大拋光速度為20 m/min。應用結果表明,該拋光拋光后的產品表面質量達到了設計要求,可適用于航天、航空、醫藥、核電、軍工等領域用精密管的表面處理加工。 針對不銹鋼管坯潔凈度不足、穿孔裂紋、起皮、軋制表面裂紋等缺陷特征,研究和改進了不銹鋼管坯連鑄的相關工藝,通過采用復合脫氧、調整中間包結構、優化結晶器流場、增加末端電磁攪拌等工藝措施,提升了連鑄鋼水的潔凈度和不銹鋼管原料坯的低倍、表面質量,有效保證了高品質不銹鋼管的品種開發和質量控制。

       

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