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钢筋焊接论文摘要范文钢筋焊接论文摘要写 冷轧带肋钢筋自1968年在欧洲出现,至今已有近40年.用作焊接网也有35年左右的历史.由于三面带肋匀称的外形、与混凝土的粘结锚固性能好、加工矫直方便、强度提高而不需增加微合金元素,很快在欧洲大多数国家兴起应用,并迅速推广到全世界.至今,凡是用冷加工钢筋作焊接网的地方,几乎都采用冷轧带肋钢筋.这其中包括用在非抗震区及抗震区中的不同构件.冷扎带肋钢筋焊接网与手工绑扎的普通钢筋网相比,具有强度高、钢材省、施工方便、速度快、质量高、综合经济效益好等优点. 由于冷轧带肋钢筋没有明显的屈服平台,变形能力较差,为提高配置冷轧带肋钢筋结构的延性,在普通冷轧带肋钢筋的基础上,目前已经研发出了具有一定延性的“高延性冷轧带肋钢筋”.其目的就是为了提高配置冷轧带肋钢筋构件的变形能力,从而提高整个结构的受力及抗震性能.当剪力墙采用这种具有一定延性的冷轧带肋钢筋焊接网片作为分布钢筋时,是否可以保证剪力墙具有所需要的变形能力和延性,还需要进行深入的研究. 本项目通过7片配置高延性冷轧带肋钢筋焊接网片的剪力墙试件,考虑不同轴压比、不同跨高比、不同腹筋配置形式以及不同约束边缘构件配筋率对剪力墙抗震性能的影响,对高延性冷轧带肋钢筋焊接网片剪力墙的承载力、延性、耗能性能的影响进行分析研究. 在试验研究的基础上,本文利用ABAQUS非线性有限元程序对本文试验的试件进行了非线性有限元分析. 通过上述工作得出的主要结论如下： 对于配置高延性冷轧带肋钢筋网片的剪力墙,轴压比依然是影响剪力墙抗震能力的最主要因素之一. 工字型截面试件和带端头试件由于约束边缘区的有利作用,其综合抗震性能明显优于一字型截面试件. 在有抗震要求的剪力墙结构中,高延性冷轧带肋钢筋焊接网的钢筋强屈比不应小于1.15,均匀延伸率不应小于6%. 随着高楼、桥梁等建设越来越多,对各种形状的钢筋网片的需求量越来越大.焊接网片与捆扎网片相比具有明显的优势,以焊代绑的趋势加速,钢筋网自动焊接设备的发展空间很大,市场前景好.本文在分析了基于PC的开放式数控系统和EtherCAT工业以太网的基础上,提出了基于EtherCAT运动控制平台的钢筋网自动焊接设备控制系统解决方案.本文首先介绍了钢材加工设备控制系统的发展和研究现状,分析了现有控制系统的不足,确定了本文的研究内容,阐述了本文的研究意义.随后对钢筋网自动焊接设备控制系统的设计进行了需求分析,介绍了设备的总体功能和组成部分,分析了钢筋网自动焊接设备的工艺流程,得出了硬件和软件方面的具体需求.结合数控系统的发展趋势,设计了基于EtherCAT运动控制平台的控制系统,设计了钢筋网自动焊接设备控制系统的硬件结构.提出了控制系统软件架构,根据需求将控制系统软件分为两大部分.控制系统软件底层逻辑控制程序使用PLC编程语言实现,包括自动、手动、回零、初始化及通用功能(如报警指示等)的实现；人机交互界面和CAD文件的处理等使用C#编程语言实现.两者之间通过ADS通信的方式进行数据交换.对钢筋网自动焊接设备控制系统软件进行了模块化设计,主要完成了人机交互界面的设计、网片信息的处理和保存、多台矫直机排料算法、自动加工过程的控制和钢筋矫直机的控制等五个方面的工作,分别论述了各个模块的实现思路和算法流程等.依次研究了一台到三台矫直机同时工作时的排料方法,确定了需要的数据,并实现了矫直机和钢筋排列机构在各种配合情况下要得出数据需要的排料算法.采用C#语言和PLC语言混合编程,开发出了控制系统软件,介绍了钢筋网自动焊接设备控制系统的实现和调试情况.介绍了人机界面的实现和操作方法,说明了PLC程序与现场硬件设备如何连接,介绍了现场调试的过程和主要内容,以及需要注意的问题.最后对论文工作进行了总结,并对后续工作进行了展望. 完成了 5个不同轴压比、不同截面形式的抗震墙试件在往复水平荷载作用下的试验 ,抗震墙的约束边缘构件按建筑抗震设计规范(GB5 0 0 1 1 2 0 0 1 )设置 ,分布筋采用冷轧带肋钢筋焊接网.计算分析了 4片设有约束边缘构件和构造边缘构件的抗震墙边缘混凝土达到极限压应变时 ,竖向分布冷轧带肋钢筋的最大拉应变 ,用DRAIN 2D +程序对一幢一级 (8度 )采用冷轧带肋钢筋焊接网为分布筋的抗震墙结构进行了大震作用下的弹塑性时程分析.研究结果表明 ,通过合理设计 ,采用冷轧带肋钢筋焊接网作为分布筋的抗震墙能够满足抗震要求.在此基础上 ,给出了冷轧带肋钢筋焊接网抗震墙的设计建议 异形管钢筋骨架滚焊机是建材机械重要设备之一,用于异形截面混凝土管道内钢筋骨架的标准化、自动化、规模化制造.异形管涵在使用上具有诸多优点却难以得到广泛应用,这是由国内对异形管钢筋骨架滚焊机研究的空白所造成的,异形管钢筋骨架在制作的原理和方法上与圆形管钢筋骨架有很大不同,无法照搬圆形管钢筋骨架钢筋滚焊机的结构形式,对滚焊机钢筋焊接过程的研究也很少.本文针对这些问题,在研究和分析异形管钢筋骨架焊接制作的特点和难点的基础上,研制了一种可以制作多种截面形状钢筋骨架的滚焊机设备,主要完成设备工作原理的设计及结构设计,并分析滚焊机焊接过程及其特点,建立焊接过程的有限元模型,通过对焊接耦合场的数值模拟分析滚焊机焊接的特性,为焊接参数的选取提供一定的依据. 论文主要研究以下内容： (1)针对异形管钢筋骨架制造的特点,提出了异形管钢筋骨架自动变径高速滚焊机的设计参数,在对多种方案进行分析后,确立最佳的变径机构和进给机构,具有控制方便、结构合理等特点.对设备的关键部件作出合理设计,之后对变径机构、牵引机构、焊接进给机构和主驱动机构进行详细的结构设计,完成整机设计. (2)分析滚焊机钢筋电阻焊焊接过程,指出该焊接方式是一种特殊形式的电阻焊,并在分析基础上对问题进行合理的简化和假设,以有限元软件ANSYS为平台,建立滚焊机钢筋电阻焊的热、电、力耦合场有限元模型,在模型的建立中考虑温度对材料性能的影响、相变潜热和接触电阻等因素. (3)根据设定好的耦合场分析步骤对模型进行有限元分析,对焊接过程中温度场变化、动态电阻变化和熔核成长过程等进行定量分析,得到其变化规律.采用与数值模拟相同的焊接参数进行焊接试验,验证了模型计算结果的精确性.通过改变有限元模型参数,分析不同焊接参数对焊接过程的影响. 钢筋混凝土剪力墙由于整体性好,有较大的抗侧刚度,容易满足承载力需求,而被广泛应用于高层建筑.人们通过大量的震害经验和试验研究认识到：地震中建筑结构的损坏以至于倒塌,主要是由于结构构件的耗能能力和塑性变形能力不足造成的.在设计中,仅满足承载力的要求是远远不够的,更重要的是使结构具有良好的变形和耗能能力.随着现代建筑技术的快速发展以及节能减排和有效利用国家矿产资源的要求,目前国家已经研制并生产出高延性冷轧带肋钢筋,同时为适应工业化生产的要求,形成了高延性冷轧带肋钢筋焊接网.作为一种新型高性能的结构材料,这种高延性冷轧带肋钢筋焊接网用于剪力墙结构中,具有强度高、节省钢材、施工快捷方便、施工质量高等优点,其综合经济效益更好.此外钢筋焊接网还可以采用较小直径的分布筋,较密的钢筋间距,能起到更好的粘结锚固作用,网片的刚度大,整体性好,有利于防止混凝土裂缝的产生和发展.虽然高延性冷轧带肋钢筋的延性优于普通冷轧带肋钢筋,但与普通热轧钢筋相比,这类钢筋没有明显的屈服平台,变形能力较差且强屈比较低,因此当这类焊接网用作剪力墙的分布钢筋网其抗震性能如何需要进行研究.为此,本文对配置高延性冷轧带肋钢筋焊接网的剪力墙试件进行了低周反复加载试验,并利用ABAQUS非线性有限元软件对试验的试件进行了模拟分析. 本文具体的研究内容如下： 1.首先进行了7片配有高延性冷轧带肋钢筋焊接网的悬臂剪力墙抗震性能试验.7片剪力墙均为一字型截面.试验中考虑了剪跨比、轴压比、腹板分布钢筋间距和配筋率对试件抗震性能的影响.通过试验研究,分析了各试件的滞回性能、承载能力、刚度退化过程、试件裂缝开展情况,并且分析了试件的变形能力和耗能性能等. 2.通过ABAQUS非线性有限元分析软件,采用单调加载的方式对7片剪力墙试件进行了分析模拟,将分析结果中的损伤图与试件破坏形态进行对比,将分析的骨架线与试验骨架线对比,以验证模拟的可靠性,并通过模拟结果来研究试件内钢筋应变的变化. 3.通过试验结果和模拟分析,得出了配有高延性冷轧带肋钢筋焊接网剪力墙的研究结论并提出了相关设计建议. 国内某厂通过铌微合金化和控冷工艺开发试制HRB500E高强度抗震钢筋,采用金相显微镜、维氏硬度计、闪光焊接、疲劳试验机及力学性能测试,对HRB500E钢筋焊接样力学性能、HV5硬度、金相显微组织、焊接接头强度及疲劳强度进行了试验研究.结果表明:焊接前后焊件和母材强度变化小于5 MPa,强度变化不大,焊件拉伸断口远离焊缝,为延性断口,焊接性能良好,在焊接热循环作用下,焊接接头焊缝、热影响粗晶区、热影响细晶区的表层和芯部经历奥氏体化后再结晶,其组织和硬度变化不大,混晶区至母材表层和芯部则经历不完全奥氏体化后的再结晶,母材芯部组织为F+P+B、表层组织为S,表层硬度HV5高于芯部硬度30 HV5,其组织和硬度变化较大,焊接接头的抗拉断负荷从焊缝到混晶区逐渐减小,焊缝和热影响粗晶区的抗拉断负荷比母材的高,采用国际焊接学会推荐的FAT75疲劳设计曲线对钢筋焊接接头疲劳强度设计是安全的. 研究了超细晶粒钢筋焊接接头的组织和力学性能.结果表明:经过焊接热循环的作用,虽然热影响区的晶粒明显粗化,但由于所获得的二次组织形态与钢筋原始组织不同,热影响区未发生软化,也不存在焊接接头强度下降的问题.超细晶粒钢筋的碳当量低,具有优良的焊接性,适于采用电渣压力焊、闪光对焊和电弧焊等方法焊接. 从钢筋混凝土结构诞生至今,出现了一系列的钢筋连接技术:绑扎连接、机械连接和焊接.在钢筋施工技术中,焊接高效的连接方式.建筑钢筋常用的对焊方法有:闪光对焊、气压焊、搭接焊、窄间隙电弧焊.CO_2气体保护焊在日本等发达国家已应用于钢筋窄间隙对焊,并在工程应用中起到了良好的效果,而在我国尚无此方面的研究与应用. 本文在理论分析的基础上对采用CO_2气体保护钢筋焊接接头的力学性能进行了大量试验研究,并且采用数值模拟的方法对接头受力特征进行分析,目的是为这种接头在工程上的广泛应用和推广打下坚实的理论基础和试验依据,本文的研究内容主要包括以下几个方面: (1)对CO_2气体保护焊钢筋焊接理论和力学行为进行总结和分析.在CO_2气保焊基本焊接理论基础上通过焊接试验得出钢筋窄间隙CO_2气体保护焊焊接工艺参数.通过焊接匹配理论指导进行焊材匹配试验,找到适于我国钢筋焊接的CO_2气保焊实芯焊丝,得出针对不同牌号钢筋焊接的焊丝力学指标范围.总结钢筋接头基本力学特性原理,包括:拉伸、弯曲、冲击、疲劳特性和断裂力学机理. (2)通过试验研究钢筋采用CO_2气保焊连接的拉伸、弯曲和冲击等基本力学性能.由钢筋焊接接头静载拉伸试验检验接头抗拉性能,在无焊接缺陷情况下,高匹配接头完全可以达到等强甚至超强连接,钢筋屈服强度低有利于接头焊接.接头具有良好的抗弯性能,有良好的塑性.高匹配接头焊缝冲击韧性不小于母材,热影响区冲击韧性远小于母材,是接头在热影响区断裂的重要原因. (4)通过对接头受力特征进行有限元数值模拟,所得结果表明:接头有限元模拟结果与相应试验分析相吻合,接头焊接残余应力和变形较小,不是接头因焊接缺陷破坏的主要原因.气孔和裂纹缺陷造成钢筋接头缺陷区域应力集中,在荷载作用下形成裂纹胚核进而启裂扩展直至破断. 钢筋混凝土结构作为一种传统的结构类型,其应用已经十分广泛,对混凝土起约束作用的箍筋多采用带弯钩的双肢箍或复合箍,传统复合箍筋需要在施工现场加工,工序多而费时；另外对于有抗震设防要求的结构,其箍筋弯钩直段长度要满足10d的规定,同时由于复合箍筋重叠部分多,这都将造成不必要的钢筋浪费；在箍筋体积配箍率较大的情况下,较多的弯钩也将给混凝土施工振捣带来很多麻烦等等,而焊接复合箍筋在很大程度上解决了上述传统复合箍筋的种种缺点,焊接复合箍筋不仅可以产业化生产,而且在节约钢筋用量和加快施工速度上具有很大的优势. 本文以焊接复合箍筋钢筋混凝土短柱的抗震受力性能研究为目标,重点展开了以下几个方面的研究：（1）分别对4个内含电阻点焊十字形钢筋以及2个内含带有传统弯钩钢筋的混凝土立方体试块进行拉拔试验以研究焊点受力性能并与传统弯钩锚固强度进行对比；（2）对5个箍筋采用全电阻点焊焊接的复合箍筋钢筋混凝土短柱和3个采用传统带弯钩的复合箍筋钢筋混凝土短柱进行拟静力加载试验并进行抗震受力性能对比. 通过试块的拉拔试验得出钢筋焊接后的焊点强度能够满足锚固受力要求.然后对8个钢筋混凝土短柱的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、耗能能力、刚度退化和强度衰减等影响抗震性能的重要方面进行了综合分析,重点研究了剪跨比、体积配箍率和轴压比对焊接复合箍筋钢筋混凝土短柱抗震性能的影响规律.结果表明,随着剪跨比的增大、配箍率的提高和轴压比的减小,焊接复合箍筋钢筋混凝土短柱的耗能能力和延性等抗震性能变好；焊接复合箍筋钢筋混凝土短柱相比于传统复合箍筋钢筋混凝土短柱,其抗震受力性能各项指标基本一致,但是焊接复合箍筋钢筋混凝土短柱的抗剪承载力却明显高于普通短柱. 本文最后在试验研究的基础上基于修正压力场理论并考虑剪压区和纵筋销栓力对抗剪的贡献提出了焊接复合箍筋钢筋混凝土短柱抗剪承载能力理论计算公式,理论计算值与试验结果符合较好；然后分析了轴压比、配箍率和剪跨比对焊接复合箍筋钢筋混凝土短