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盲孔法检测钢结构应力

[发布日期:2022/11/15 6:35:20]

对盲孔法检测钢结构应力进行了数值模拟研究,本文旨在通过实验数值分析,来验证盲孔法应用于钢结构构件残余应力检测的可行性。

实验仪器设备

仪器采用聚航科技生产的JH-30残余应力检测仪、JHZK残余应力专用钻孔装置。

试件设计

本实验是在钢结构构件表面上钻盲孔,检测钢结构构件上某点的表面工作应力,通过实验掌握该方法的适用情况及影响参数,为工程实际检测提供指导和依据;同时了解钻孔后孔周围应变的释放情况,了解不同受力状态和不同表面应力分布情况下的钻孔释放规律。根据试验目的共选

取两个试件,且均为热轧HN300*150型钢。钢材为Q235级,其屈服强度为215N。为避免局部失稳,在支座及加载点分别采用坡口焊接加

2.劲肋,并采取一定的措施尽可能消除焊接残余应力。同时为了确定试件在受力情况下的实际工作状况,在试件同一截面开孔位置的对侧布置监测应变片。

试验中残余应力检测仪自动记录释放应变值,从钻孔完成后的3min开始观察释放应变值,然后每隔1min观察一次,直到前后两次的应变差值在±1ue,打印测量的释放应变值。将释放应变值减去钻孔产生的附加切削应变后,即得到钻孔后工作应力引起的释放应变,它们是用来计算Ⅱ工作应力的。

实验结果及数值分析

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关键签数A、B值的影响因素

综合现场的试验结果,可以得出盲孔法实测释放应变值与施加外荷载的关系,如图1所示。

从图1可以看出,构件的释放应变值随着工作应力的增大而增加,基本上呈线性关系,结合盲孔法理论计算公式可以大致看出A、B值随应力水平的变化情况,基本上与应力水平无关。但在高应力区,由于塑性应变的影响,造成A、B值不准确的情况,将在下文进行阐述

为了..试验结果的科学可靠性,本次实验还进行了部分与盲孔法对应位置的未开孔情况下的实测工作应力,为后期A、B值的计算和分析提供..手实验数据。工作荷载与实测对照应力值关系如图2所示。

从图2可以看出,其与图1所示规律大致相同,即可以初步得出A、B值基本上与应力水平无关的结论。

实验所得A、B值

如上文所述,以实测应力值为准,根据计算公式得出各试验构件的A、B值。

从计算结果可以看出A、B值的大致分布情况,当所开盲孔深度、孔径、测量应变片布置一致的情况下,所计算出的A、B值基本上与构件的工作应力水平无关,这也印证了上文所述的盲孔法应用于实际工程中,负荷状态下钢结构件应力水平测量方法的可行性。

为使计算分析准确合理,综合试验构件样本,可得本次试验计算的A、B值。

总结上述计算成果,得到未经钻孔切削应变修正后的A、B计算值,其中,A=-0.06948,B=-0.18103。此综合A、B计算值为初步值,其中包括了当前试验中所有的实际应变影响,如构件整体并非完全处于纯弯曲状态,构件试验中钻头钻孔时切削等的影响,近似与实际工程中构件的应力水平—致。

结论

通过实验研究,验证了盲孔法应用于钢结构件应力检测的可行性,给出了盲孔法应力计算中的关键参数A、B的回归值,为钢结构构件应力检测提供了新的方法。



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