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【2022年济宁兴鱼投资建设定向融资计划】
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信托定融政信知识:
所以地震区的建筑结构应设计成延性结构结构主要靠延性来抵抗较大地震作用下的非弹性变形,因此,地震作用下,结构的延性与结构的强度具有同等重要的意义
地震力降低系数对设防烈度地震作用的整体降低实际上决定了结构的屈服水准和对结构延性需求的大小
目前,能力设计法已为各国普遍接受,通过能力设计法,形成合理的耗能机制,使塑性铰出现在延性易于保证的部位;确保结构在未达到所需要的延性前不至于发生剪切失效;并通过细部构造措施来保证延性的充分发挥
关键词:延性 抗震性能 非弹性变形 剪切失效 一、结构在地震下的主要特点 地震以波的形式从震源(地面上的相对位置称震中)向周围快速传播,通过岩土和地基,使建筑物的基础和上部结构产生不规则的往复振动和激烈的变形
结构在地震时发生的相应运动称为地震反应,包括位移、速度、加速度
同时,结构内部发生很大的内力(应力)和变形,当它们超过了材料和构件的各项极限值后,结构将出现各种不同程度的破坏现象,例如混凝土裂缝,钢筋屈服,显著的残余变形,局部的破损,碎块或构件坠落,整体结构倾斜,甚至倒塌等等
在震中区附近,地面运动的垂直方向振动激烈,且频率高,水平方向振动较弱;距震中较远处,垂直方向的振动衰减快,其加速度峰值约为水平方向加速度峰值的1/2~1/3
因此,对地震区的大部分建筑而言,水平方向的振动是引起结构强烈反应和破坏的主要因素
钢筋混凝土结构在地震作用下受力性能的主要特点有: 1、结构的抗震能力和安全性,不仅取决于构件的(静)承载力,还在很大程度上取决于其变形性能和动力响应
地震时结构上作用的“荷载”是结构反应加速度和质量引起的惯性力,它不像静荷载那样具有确定的数值
变形较大,延性好的结构,能够耗散更多的地震能量,地震的反应就减小,“荷载”小,町能损伤轻而更为安全
相反,静承载力大的结构,可能因为刚度大、重量大、延性差而招致更严重的破坏
2、屈服后的工作阶段——当发生的地震达到或超出设防烈度时,按照我国现行规范的设计原则和方法,钢筋混凝土结构一般都将出现不同程度的损伤
构件和节点受力较大处普遍出现裂缝,有些宽度较大;部分受拉钢筋屈服,有残余变形;构件表面局部破损剥落等
但结构不致倒塌
3、“荷载”低周的反复作用——地震时结构在水平方向的往复振动,使结构的内力(主要是弯矩和剪力,有时也有轴力)发生正负交变
由于地震的时间不长且结构具有阻尼,荷载交变的反复次数不多(即低周)
所以,必须研究钢筋混凝土构件在低周交变荷载作用下的滞回特征
4、变形大——地震时结构有很大变形
例如桥墩的侧向位移等
一方面对结构本身产生不利影响,如柱的二阶(P—A)效应,增大附加弯矩,甚至引起失稳或倾覆,构造缝相邻结构的碰撞等;另一方面造成非结构部件的破损,桥梁上部结构的脱落等破坏
故抗震结构设计时要控制其总变形
二、单调荷载下的延性 1、材料、构件或结构的延性通常定义为在初始强度没有明显退化情况下的非弹性变形的能力
它包括两个方面的能力: 在实际工程中判断结构的脆性或延性有重大的意义,可从延性结构的优越性加以说明: (1)破坏前有明显预兆,破坏过程缓慢,因而可采用偏小的计算安全可靠度
(2)出现非预计荷载,例如偶然超载,荷载反向,温度升高或基础沉降引起附加内力等情况下,有较强的承受和抗衡能力
(3)有利于实现超静定结构的内力充分重分布
(4)在承受动力作用(如振动、地震、爆炸等)情况下,能减小惯性力,吸收更大动能,减轻破坏程度,有利于修复
(5)延性结构的后期变形能力,可以作为各种意外情况时的安全储备
2.延性指标 在利用延性特性设计抗震结构时,首先必须确定度量延性的量化指标
衡量结构和材料的延性一般用延性系数,其定义为:在保持结构或材料的基本承载能力的情况下,极限变形0u和初始屈服变形D,的比值,即: 当广义变形D定义为具体物理量时,就有相应的延性系数,如截面曲率延性系数^/P\构件或结构的位移延性系数B、转角延性系数B等,则: 最常用的是曲率延性系数(也称曲率延性比)和位移延性系数(也称位移延性比)
曲率延性系数通常用于反映构件临界截面的相对延性,位移延性系数则用于反映构件局部或结构整体的相对延性
一般认为钢筋混凝土抗震结构要求的延性系数为B=3-4
三、延性在抗震设计中的重要性及其作用 钢筋混凝土框架结构具有良好的抗震性能,然而未经合理设计的框架结构会在地震作用下产生较严重的震害
结构抗震的本质就是延性, 延性是指构件和结构屈服后,在承载能力不降低或基本不降低的情况下,具有足够塑性变形能力的一种性能,一般用延性比来表示
对于受弯构件来说,随着荷载增加,首先受拉区混凝土出现裂缝,表现出非弹性变形
然后受拉钢筋屈服,受压区高度减小,受压区混凝土压碎,构件最终破坏
从受拉钢筋屈服到压区混凝土压碎,是构件的破坏过程
在这过程中,构件的承载能力没有多大变化,但其变形的大小却决定了破坏的性质
是钢筋砼受弯构件的M—Δ(Φ) 曲线,Δy 是屈服变形,Δu 是极限变形
提高延性可以增加结构抗震潜力,增强结构抗倒塌能力
延性结构通过塑性铰区域的变形,能够有效地吸收和耗散地震能量;同时,这种变形降低了结构的刚度,致使结构在地震作用下的反应减小,也就是使地震对结构的作用力减小
当结构设计成为延性结构时,由于塑性变形可以耗散地震能量,结构变形虽然会加大,但结构承受的地震作用不会很快上升,内力也不会再加大,因此具有延性的结构可降低对结构的承载力要求,也可以说,延性结构是用它的变形能力来抵抗罕遇地震作用;反之,如果结构的延性不好,则必须有足够大的承载力抵抗地震
后者会多用材料,对于地震发生概率极少的抗震结构,延性结构是一种经济的设计对策
此外,延性可以使超静定结构的内力得以充分重分布,采用塑性内力重分布方法设计时,同样也可以节约钢筋用量,取得较好的经济效果
因此可以说结构的延性和结构的强度是同等重要的
延性好的结构的破坏我们称之为塑性破坏,延性差的结构的破坏我们称之为脆性破坏,塑性破坏能提前给人以预兆,是符合结构设计理论的
结构延性在抗震中之所以如此重要,是因为结构延性具有如下作用
①、防止脆性破坏 由于钢筋混凝土结构或构件的脆性破坏是突发性的,没有预兆,所以为了保障人们生命财产安全,除了对构件发生脆性破坏时的可靠指标有较高要求以外,还要保证结构或构件在破坏前有足够的变形能力
②、承受某些偶然因素的作用 结构在使用过程中可能会承受设计中未考虑到的偶然因素的作用,比如说,偶然的超载、基础的不均匀沉降、温度变化和收缩作用引起的体积变化等
这些偶然因素会在结构中产生内力和变形,而延性结构的变形能力,则可作为发生意外情况时内力和变形的安全储备
③、实现塑性内力重分布 延性结构容许构件的某些临界截面有一定的转动能力,形成塑性铰区域,产生内力重分布,从而使钢筋混凝土超静定结构能够按塑性方法进行设计,得到有利的弯矩分布,使配筋合理,节约材料,而且便于施工
四、影响结构延性的主要因素 框架结构是由梁、板、柱以及节点这四部分组成,其中梁、柱以及节点的延性决定了整个框架结构的延性
因此,只要保证柱、梁和节点的延性也就保证的框架结构的延性,从而也就确保了框架结构的抗震能力
1、影响梁延性的主要因素:梁是框架结构中的主要受力构件之一,在抗震设计中要求塑性铰首出现在梁端且其又不能发生剪切破坏,同时还要防止由于梁筋屈服渗入节点而影响节点核心区的性能
试验和理论分析表明,影响梁截面延性的主要因素有: ①、梁截面尺寸
在地震作用下,梁端塑性铰区混凝土保护层容易剥落,故梁截面宽度过小则截面损失比例较大,所以一般框架梁宽度不宜小于200mm
同时为了提高节点剪力、避免梁侧向失稳及确定梁塑性铰区发展范围,分别要求梁宽不宜小于柱宽的1/2、梁的高宽比不宜大于4、梁的跨高比不宜小于4
②、梁纵筋配筋率
试验表明,当梁纵向受拉钢筋配筋率很高时,在弯矩达到最大值时,弯矩——曲率曲线很快出现下降;当配筋率较低时,弯矩达到最大值后能保持相当长的水平段,因而大大提高了梁的延性和耗散能量的能力
主要零件之一是铸造阀体
而铸造阀体的加工质量是关键要素,直接影响液压多路阀工作性能及使用寿命
该文指出了铸造阀体加工的重要性,然后根据探索及验证,提出了几种比较成熟的铸造阀体加工技术,主要有阀芯孔多台阶沉割槽同步切削技术、片式阀体片间配合面以铣代磨技术、超深小直径流道机加工技术、成套化插装阀孔加工及检测技术、大直径长倍径阀芯孔珩铰技术、粗加工过程毛刺预防技术、热能去毛刺技术、阀孔单刃镗铰刀精密加工技术、阀孔防变形余量控制技术
关键词:铸造多路阀;铸造阀体;加工技术;探究 液压多路阀是工程机械液压系统的核心控制元件,阀体是核心零部件,目前多采用铸造式结构
其中,带滑阀结构的铸造阀体,阀芯孔、插装孔等的加工质量直接影响液压多路阀的工作性能及使用寿命,而加工成本则直接影响产品在市场中的竞争力
目前国外较多厂家已经实现铸造阀体的批量化高效率低成本生产,并向着高效率高集成化智能化柔性化方向发展
1概述 铸造阀体加工是液压多路阀加工制造的关键特征点,也是加工难点之一
国内铸造阀体的加工起步较晚,对于铸造阀体加工技术虽然初具水平,但与国外相比还存在一定的差距,铸造阀体的加工技术只能依靠自主研发和国外借鉴
研究铸造阀体的加工技术,对于提高铸造多路阀加工质量,提高加工效率以及降低制造成本,提高市场竞争力,具有很强的推动力,同时为后续打破进口高端液压多路阀技术垄断奠定了坚实的基础
2铸造阀体加工技术 经过深入实践及探索研究,目前比较成熟的铸造阀体加工技术,主要有阀芯孔多台阶沉割槽同步切削技术、片式阀体片间配合面以铣代磨技术、超深小直径流道机加工技术、成套化插装阀孔加工及检测技术、大直径长倍径阀芯孔珩铰技术、粗加工过程毛刺预防技术、热能去毛刺技术、阀孔单刃镗铰刀精密加工技术、阀孔防变形余量控制技术
2.1阀芯孔多台阶沉割槽同步切削技术 沉割槽是内孔孔系常见结构之一,其加工质量直接影响着产品性能,尤其对于同一轴线上多沉割槽结构,其尺寸一致性要求较高,加工精度要求高、加工难度大,目前主要采用逐个铣削或镗削的加工方式,加工效率低下,且多个沉割槽的尺寸一致性难以保证,严重地限制了产品质量
随着技术进步,近年来,机械行业开始逐步探索内孔多沉割槽加工的工艺方法,实现高效率、高质量加工,推动智能制造进程
基于当前割槽工艺现状,提出开发一种高效、高质量刀具的思路,提出新型刀具的基本要求:具有多切削刃结构,能一次性完成多个沉割槽的同步加工;阀芯孔沉割槽轴向尺寸一致性好;割槽产生的毛刺数量少、尺寸小,利于后续去毛刺工艺开展;结构紧凑,能在现有机床上使用,避免购置专用设备
2.2片式阀体片间配合面以铣代磨技术 传统的片间配合面是使用面铣刀粗铣留余量后,转至平面磨床进行磨削,过程中要进行多次转运
随着工艺技术的发展,现根据配合面的宽度,配置直径大小为1.5倍宽度的面铣刀,并增加两个修光刃,进行验证
通过以铣代磨技术,可将工序减少为一道工序,减少过程转运带来的面的磕碰问题,降低工件加工工时
2.3超深小直径流道机加工技术 由于铸造工艺的局限性,较深较小的流道孔无法铸造出来,只能靠机加工出来
传统的加工方法是采用钻加工
钻工艺的使用,要求设备具备较高的内冷压力
虽然钻工艺能够实现较高质量、较深孔的加工,但效率低下,不适合生产节拍要求
通过打导引孔,使用硬质合金超长钻头来替代钻的使用
解决效率低的问题,同时满足技术要求
2.4成套化插装阀孔加工及检测技术 溢流阀、单向阀和补油阀等插装阀孔的种类多、结构复杂和精度高,通用加工方法为使用钻头、铣刀、倒角刀、铰刀等通用刀具进行加工,无法保同轴度、孔径公差和粗糙度
通过设计制造专用刀具和检具,建立刀具设计、制造、阀孔加工和检测等全套方案,实现密封锥面跳动≤0.01mm,阶梯孔同轴度≤0.02mm
2.5大直径长倍径阀芯孔珩铰技术 目前对于大直径的阀芯孔精加工可采用传统的摇臂钻加珩铰的工艺
但传统的珩铰工艺在珩磨大直径长倍径阀芯孔的过程中适用性较差,通过改进珩铰刀具的导向、加工、倒锥部分的设计,优化加工过程,解决珩铰大直径阀芯孔至尺寸超差的问题
2.6粗加工过程毛刺预防技术 铸造阀体内部存在毛刺,将严重影响整阀的性能,甚至危害整个液压系统的安全性
一般企业在去毛刺方面多采用手工机械去毛刺
但由于是人工的参与,不可控因素较多,且去毛刺质量同时受制于人的情绪发挥,不适合产业化的应用
现代工艺方法,将去毛刺工序与机加工过程进行整合,将大部分的去毛刺内容移至设备上,设备根据程序设置,自动完成去毛刺
2.7热能去毛刺技术 由于铸造阀体存在较多的细长孔与细长孔相交的问题,最小的孔径可达1.5mm,无论使用设备还是人工都无法使用工具去除相应部位的毛刺
热能去毛刺,使用气体燃烧的方式,将细小的毛刺气化,实现毛刺去除
去毛刺设备需要配置合理的氧气与天然气的比例、气体压力、合理的工件容积等,通过不断验证,设置合理的参数,实现毛刺去除,同时不影响阀体的加工精度
2.8阀孔单刃镗铰刀精密加工技术 针对阀芯孔的批量加工,较多采用可调式导条铰刀,但此类刀具的采购价格昂贵,约7万/把
对于小批量多品种的市场需求,可选用目前国内阀体内孔加工的传统加工工艺,在专机上配置镗铰刀,约1万/把
根据镗铰刀加工余量大、精度高的优点,将镗铰刀进行改进并应用在加工中心中,圆柱度达到0.01mm,可解决导条式铰刀购置成本高的问题,从而降低单件加工成本
2.9阀孔防变形余量控制技术 阀芯孔珩磨后的精度要求高,直径尺寸≤0.003mm,圆柱度公差达到0.003mm,温度、加工应力、阀体结构都会对其产生较大的影响
通过在阀体贴合面增加防变形区及控制粗加工与精加工的余量分布,同时优化加工参数,可有效减小加工应力,通过时效处理,充分释放应力,减小因应力导致的阀芯孔变形量至0.0006mm
3结束语 本文总结的铸造阀体加工技术已应用在实际生产过程中,可为加工制造提供借鉴
铸造阀体加工是液压多路阀制造的关键,在实际加工过程中,还需要不断研究适合于企业现有设备、原材料、以及产品使用工况等实际问题,对铸造阀体加工技术进行改进并不断完善,实现质量和效率双提升
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