构件体系结构（精选十篇）
构件体系结构 篇1
软件复用是解决“软件危机”的重要手段之一, 也是软件技术发展的目的之一。软件复用是指在两次或多次不同的软件开发过程中重复使用相同或相似软件元素的过程。重复使用技术可以减少软件开发活动中大量的重复性工作, 提高软件生产率, 降低开发成本, 缩短开发周期。在软件复用中引入特定领域工程, 可在提高软件开发效率的同时, 提升软件质量。
1、软件复用
软件复用技术是指用于构造新的软件系统可以被复用的软件成分, 一般可称作可复用构件。在复用过程中根据情况可对复用构件原封不动地使用, 或做适当地修改后再使用。不仅程序可复用而且软件生产过程中各个阶段的成品, 如项目计划、可行性报告、需求分析、模型设计、文档、测试用例和数据以及其他对开发活动有用的信息等, 都可复用。对软件生命周期中一些主要开发阶段的软件制品的复用是近期最有可能产生显著效益的复用。按其抽象程度的高低可分为:代码的复用、设计的复用、分析的复用、测试信息的复用。
2、基于构件的软件体系结构
构件是软件系统的结构块单元, 是软件功能设计和实现的承载体, 类似于制造工业界中的零件的概念。构件作为程序的集合, 必须具有一定的功能, 具有相对的模块性和完整性。虽然一般来说构件是程序的一部分, 但必须强调的是它一般具有数据性和一定的功能。在软件系统中很多都可以称为是构件, 如中断程序、设备驱动程序、过程、各种功能库、各种函数库、各种服务器、文件等等, 都可以看成是构件。从程序设计者的角度来看, 构件可以是各种各样的程序的相关功能的集合, 像模块、类、对象等。从系统的构成角度上来看, 任何在软件系统中承担一定的功能, 发挥一定作用的软件体都可以看成是构件, 这样看来, 构件所包含的范围是非常广泛的。基于构件的软件体系结构认为, 整个软件系统由一些构件按一定的规则组装而成。软件系统是构件及其关联的集合, 因此在分析和设计软件系统之前, 首先要了解软件系统所有构件及其功能和特性, 然后才能通过构件之间的关联去认识整个软件系统。
软件体系结构是软件系统的总体设计蓝图, 它描述了软件系统的总体组织结构、总体设计思想、总体实现技术, 规定了软件系统中的组件、连接件、约束、端口、角色等元素以及它们之间的相互联系和设计原则, 是一个软件系统高层次的抽象, 并最终形成可重用的软件体系结构模型。软件体系结构最终强调的是软件重用, 包括结构重用和组件重用。其中, 系统组件是最基本的设计元素, 范围可大可小, 可以是一个对象、一个进程、一个商业产品、一个数据库或其他更广泛的概念。目前, 大多数软件体系结构的研究主要集中在特定领域的软件体系结构, 这是目前软件体系结构与实际应用相结合的一个重要的、有效的途径, 在国内外的金融、管理信息系统和军事等领域中都已引起了充分的注意。
3、领域研究
经过几十年的软件研究和开发实践, 今天人们开发的应用系统很少与过去的软件系统没有联系或相似之处, 特别是在某一领域中, 不同系统、不同版本之间的软件体系结构是非常相似的, 这为基于软件体系结构的重用创造了条件。特定领域软件体系结构 (DSSA—Domain Specific Software Architecture) 表示的就是某一特定领域的体系结构, 抽象出领域中各应用系统的公共特征与动态行为, 作用于领域中各系统, 通过大规模重用, 可以可靠、高效、快速地实例化出一系列软件产品。
3.1 领域研究
领域工程包括三个主要的阶段:⑴领域分析:该项工作是在标准化领域中进行, 领域分析是知识获取的过程, 通过对领域目标的功能的分析, 抽象出表达软件规格说明的面向应用语言进行形式化, 即对领域中的信息进行收集、定义、抽象、组织, 定义各类对象的属性名称, 及这些属性允许的操作, 识别构造出各种可重用信息。⑵领域设计:是将领域分析中开发出的面向应用语言中的对象及操作的具体实现, 抽象和提取该领域系统间的共性, 设计出该领域的抽象语法结构树。⑶领域实现:由领域专家参与, 软件工程师根据语法结构树, 采用快速原型法构造模型。在构造模型的交互过程中, 需求获取将逐步检查形成的需求和约束之间的相容性, 也指导领域专家排除不完善的考虑, 这种阐明需求的过程, 通过领域专家所熟悉的领域概念及操作来表达说明及约束, 将产生所需要的领域模型的形式规格说明, 并通过多个实证, 测试模型得到领域专家满意的结果。
要实现软件复用, 除了要改变传统的软件开发过程以外, 还受一些关键因素的影响, 如:软件构件技术、领域工程、软件构架、开放系统、CASE技术等, 这里主要强调软件构件技术和领域工程。领域工程是为一组相似或相近系统的应用工程建立基本能力和必备基础的过程, 它覆盖了建立可复用软件构件的所有活动。领域是指一组具有相似或相近软件需求的应用系统覆盖的功能区域。
3.2 特定领域的体系结构
特定领域的体系结构 (DSSA) 是领域分析阶段的重点, DSSA的设计应该满足如下要求:
⑴能够定义原始的、可重用的构件, 并且每个构件具有统一的标准接口;
⑵能够描述构件的组合, 解释不同组合的涵义, 构件可以作为参数来传递, 参数不同则组合不同;
⑶能够满足构件的可拆卸功能, 以便通过调换构件实现不同组合。
4、某超市销售管理系统的业务功能模块
下面结合某超市销售管理系统的业务功能模块来具体说明。系统体系结构如下图所示, 下层为上一层提供了透明的支撑, 上层无需了解下层的内部实现细节, 只需使用下层提供的接口来实现自己的功能, 然后通过应用过程集成机制搭建目标系统应用平台。
数据层分为元数据和业务数据两部分。元数据部分用以储存搭建应用系统所需的描述信息, 包括应用系统中的字典、报表、界面格式、打印显示格式等, 这些信息用来生成业务数据库的库表结构。业务数据部分则存放应用系统运行时产生的业务相关的数据。
业务逻辑层分为基础构件层和业务构件层。基础构件层构件通过调用数据层提供的统一数据库访问接口来访问数据库, 它为构造业务构件和定制核心业务过程提供了支撑, 是灵活定制业务过程的基础。业务构件层建立在基础构件层之上, 主要作用是为系统提供特定需求的构件。
该层可划分为多个域, 根据需要将不同的域在相同的屏幕布局区域进行置换。另外不同用户可能在不同的环境下使用系统, 而特殊的环境将导致对界面支持的特殊需求。即使在相同实现环境下, 不同应用系统对界面的要求也不尽相同。因此在分析系统的应用界面时, 应包括多个可复用的界面模板。
摘要：特定领域软件体系结构是在域分析上, 以域模型为基础而建立的, 作用于某一特定领域中的各系统, 来实现大规模的重用, 以提高软件开发效率。利用特定领域平台化分层体系结构使系统的灵活性和通用性增强, 可以将可复用构件最大程度地重用, 结合某超市管理系统业务功能模块来具体说明。
关键词：软件复用,特定领域软件体系结构,构件
参考文献
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生产实习,结构件分厂 篇2
总流程: 钢板经过数控切割机切割成块状，然后进过焊工拼接成箱体。所以这个车间共有两道工序，切割与焊接
切割过程；厚度约为230毫米的钢板，首先让乙炔只加工其表面形成具体的轮廓，然后用高速的乙炔和氧气混合燃烧形成高温火焰吹向钢板把钢板溶化进而达到切割的目的。它为数控的，能自动按照图形进行切割，切割比较准确。速度较快效率较高。由于乙炔燃烧后形成水与二氧化碳。无污染。据师傅介绍，数控切割机可切割10~300毫米的钢板。
正在进行箱体钢板的切割
所用设备：数控切割机
设备特点；数控火焰切割还是等离子切割，由于割口宽度受割嘴等多种因素的影响，无论设备本身的精度有多高，用其切割出的零件的精度，误差一般都在±0.5mm左右, 火焰或等离子的切割工艺方法所决定了的，无论如何都得不到象.数控车床等其他数控设备一样的高的加工精度。也就是说，这种设备本身的精度是6级还是8级，都是不很重要的。从生产效率来看，切割速度的快慢，以火焰切割为例，完全取决于板材厚度、割嘴型号、氧气纯度、燃气质量等因素，设备的移动速度应满足和适应切割工艺的要求。也就是说，切割效率与设备本身并没有直接的关系。当然，数控切割机仍然体现了相当的高精度和高效率，但这是相对于手工下料切割而言的，与通常所说的机床加工精度和效率的提高，不是一个概念。从上叙分析可知，无论谁家生产的数控切割机，从切割精度和生产效率而言，都不会有多大的区别。.操作注意事项；开机前检查机器管路是否有漏气现象，有漏气现象决不开机。
开机后要检查工作面和导轨上是否有障碍物，若有障碍物必须排除，操作人员不能随意离开工作岗位，非操作人员不得随意开动机器，在操作中如遇到紧急情况时，要立刻按下红色急停开关，防止发生意外，维修保养数控时要注意有专管员指挥协调，关机前关闭所有气阀，并放空气路中的剩余气体，若发现管路有回火现象，要立即断电断气。对机器的故障现象要有记录，如发现故障，应有故障记录
焊接过程；将已经切割下来的钢板经过打磨，去边，开v型槽后，用二氧化碳保护焊进行拼接。
所用设备；二氧化碳气体保护焊，焊丝H08Mn2Si。外表为铜色
特点；1）焊丝直径根据焊件的厚薄、施焊的位置和效率等要求选择。焊接薄板或中厚板的全位置焊缝时，多采用1.6mm以下的焊丝（称为细丝CO2气保焊）。2)焊接电流焊接电流的大小主要取决于送丝速度。送丝的速度越快，则焊接的电流就越大。焊接电流对焊缝的熔深的影响最大。当焊接电流为60~250A，即以短路过渡形式焊接时，焊缝熔深一般为1mm~2mm；只有在300A以上时，熔深才明显的增大.3）电弧电压短路过渡时，则电弧电压可用下式计算：U=0.04I+16±2(V)。4）焊接速度半自动焊接时，熟练的焊工的焊接速度为18m/h~36m/h；自动焊时，焊接速度可高达150m/h。
二氧化碳气体保护焊的优点1．焊接成本低。其成本只有埋弧焊、焊条电弧焊的40~50%。2．生产效率高。其生产率是焊条电弧焊的1~4倍。3．操作简便。明弧，对工件厚度不限，可进行全位置焊接而且可以向下焊接。4．焊缝抗裂性能高。焊缝低氢且含氮量也较少。5．焊后变形较小。角变形为千分之五，不平度只有千分之三。6．焊接飞溅小。当采用超低碳合金焊丝或药芯焊丝，或在CO2中加入Ar，都可以降低焊接飞溅。
焊丝
焊机
焊成后的减速器箱体
钢筋混凝土结构构件的延性设计 篇3
摘要:钢筋混凝土结构的各类构件应具有必要的强度和刚度,并具有良好的延性性能,避免构件的脆性破坏,从而导致主体结构受力不合理,地震时出现过早破坏。因此,可以采取措施,做好延性设计,防止构件在地震作用下提前破坏,并避免结构体系出现不应有的破坏。
关键词:钢筋混凝土结构 构件 延性设计
中图分类号:TU37文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)03-0061-02
1 前言
在现代房屋结构设计中,延性研究越来越显得重要,钢筋混凝土结构延性的研究是塑性设计方法和抗震设计理论发展的基础。所谓延性是指材料、构件和结构在荷载作用下,进入非线性状态后在承载能力没有显著降低情况下的变形能力。描写延性常用的变量有:材料的韧性,截面的曲率延性系数,构件或结构的位移延性系数,塑性铰转角能力,滞回曲线,耗能能力等。试验和非线性计算分析表明:构件的结构的破坏由受拉钢筋引起的,常表现出良好的延性,如适筋梁、大偏心受压柱等;而破坏由混凝土拉断、剪坏和压溃控制的常表现为脆性,如素混凝土板、超尽梁、地震作用下剪切破坏的短柱等。
对于建筑结构系统来说,一方面,钢筋混凝土构件的功能依赖于整体结构系统功能,任何构件一旦离开整体结构,就不再具有它在结构系统中所能发挥的功能;另一方面,构件又影响整体结构系统的功能,任何构件一旦离开整体结构,整体结构丧失的功能不等于该构件在结构系统中所发挥的功能,可能更大,也可能更小。在地震作用下,有可能由于部分构件的破坏乃至退出工作,整个结构体系会因此破坏,这里的部分构件包括了结构构件以及非结构构件。
在地震作用下,混凝土结构或构件的破坏可分为脆性破坏和延性破坏两种,其中脆性破坏的危害时非常大的,设计上是一定要避免的,而延性破坏时指构件承载力没有显著降低的情况下,经历很大的非线性变形后所发生的破坏,在破坏前能给人以警示。钢筋混凝土结构的各类构件应具有必要的强度和刚度,并具有良好的延性性能,避免构件的脆性破坏,从而导致主体结构受力不合理,地震时出现过早破坏。因此,可以采取措施,做好延性设计,防止构件在地震作用下提前破坏,并避免结构体系出现不应有的破坏。
2 延性设计的重要性
目前,结构抗震设计的基本原则是:“ 小震不坏,中震可修,大震不倒”。如果把建筑物设计成在强烈地震作用下仍呈弹性反应,那么建筑物的造价将是十分昂贵的。把建筑物设计成在强烈地震作用下呈非线性反应,进入屈服状态,靠结构的延性耗散地震能量,从而度过灾难而不倒塌,建筑物的造价比前者大大降低。此外,结构的延性也是建筑物遇到意外超载、碰撞、爆炸和基础沉降等引起超过设计预计的内力和变形是而不突然倒塌的保证。
在实际工程中进行延性设计有重大的意义,可从延性结构的优越性加以说明:
第一,破坏前有明显预兆,破坏过程缓慢,确保生命安全,减少财产损失,因而可采用偏小的计算安全可靠度。
第二,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。而这些因素在设计中一般是未予考虑的,因此延性材料的后期变形能力可作为出现上述情况的安全储备。
第三,有利于实现超静定结构的内力充分重分布。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。
第四,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,降低动力反应,减轻破坏程度,防止结构倒塌以及有利于修复。
第五,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。
结构抗震的本质就是延性,用受弯构件来说举例: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。
3 影响构件延性的因素
3.1纵向钢筋配筋率
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。理论上,当梁的纵向配筋率取为平衡配筋率时,纵向受拉钢筋屈服与压区混凝土压碎同时发生,截面延性系数为零。因此,应限制纵向受拉钢筋配筋率,保证构件具有足够的延性。混凝土受压区配置受压钢筋,可以减少相对受压区高度,改善构件延性。
3.2约束构件延性
在受压构件或压弯构件中配置封闭式箍筋、螺旋筋等密排横向钢筋,可以限制混凝土的横向变形,提高构件的承载力和极限变形能力,使得混凝土构件在极限荷载下具有良好延性性能。
箍筋对构件延性的贡献,取决于箍筋的形式和体积配箍率。不同形式的箍筋对核心区混凝土的约束作用时不相同的,螺旋箍筋对核心区混凝土产生均匀分布的侧向压力,使混凝土处于三向受压状态,矩形箍筋只对角隅处混凝土产生有效的约束,侧面混凝土有外凸的趋势,约束作用降低。因此配有螺旋箍筋的构件,其延性好于配有矩形箍筋的构件。
3.3构件的破坏类型
以砼框架结构为例,截面的破坏形态有剪切破坏、弯曲破坏、小偏心的受压破坏,大偏心的受压破坏。但按受力特点可分为两类:受压破坏和受拉破坏。其中弯曲破坏和大偏心受压破坏属于受拉破坏,剪切破坏和小偏心受压破坏属于受压破坏。受拉破坏是由受拉钢筋屈服引起的破坏,受拉钢筋进入屈服阶段形成塑性铰,在截面完全破坏达到承载力极限状态前,要经历较大的塑性变形才达到承载力极限状态,由于形成了塑性铰,截面塑性变形引起截面裂缝急剧开展和变形急剧增加,而后混凝土才达到极限压应变压碎,到达承载力极限状态,截面破坏阶段能给人以明显的破坏预兆,具有延性破坏的性质;受压破坏是由受压砼压碎引起或斜截面控制的破坏,破坏过程中未形成塑性铰无明显的塑性变形,不能给人以明显的破坏预兆,由于这种破坏带有一定的突然性,具有脆性破坏的性质。当结构中截面出现受压破坏时,塑性变形小,结构延性差;当结构中截面出现受拉破坏时,塑性变形大,结构延性好。
4 钢筋混凝土结构的延性保证
钢筋混凝土结构中钢筋的塑性变形性能、混凝土的韧性及钢筋与混凝土的粘结锚固性能对结构的延性影响较大,在材料的选用上要考虑这些因素。构件的纵筋易选用延伸率较大、与混凝土粘结性能好的Ⅱ、Ⅲ级钢筋。采用冷拉钢筋、高强钢筋(丝)和钢绞线等延伸率较低的钢筋配制预应力混凝土结构,只要适当配置热轧非预应力钢筋、保证配筋指数不超过一定限制和适当提高箍筋构造要求,结构的延性也可满足抗震要求。混凝土的强度和施工质量对钢筋的粘结锚固至关重要,而只有避免钢筋与混凝土的粘结锚固失效才能确保结构的延性。因此,为确保钢筋与混凝土的粘结,规范规定:一级抗震的框架要求混凝土强度等级不低于C30,其它抗震等级时不低于C20。C60 和C60以上的高强混凝土本身的韧性降低,对结构的延性不利。
4.1轴压比限值
柱的轴压比是影响框架结构延性的重要因素。柱的延性随轴压比增大而减小,轴压比超过界限值将发生小偏压脆性破坏。在抗震设计中应控制柱的轴压比不超过限值,使其发生大偏压破坏并具有一定延性。规范规定,对于框架柱相应于一、二、三级抗震时,轴压比限值分别为0.7、0.8、0.9。这里规定的轴压比限值系指柱轴压力设计值与柱轴压承载力设计值得比值。
4.2筋的构造要求
梁的延性随截面受压区高度减小而增大,一般截面受压区高度=0.35∶0.20ho时,位移延性系数相应为3～4。所以规范规定,一级抗震等级时,≤0.25ho,二、三级抗震等级时,≤0.35h0,并且要求受压钢筋与受拉钢筋之比控制在一定范围内,即A' s≥0.5As(一级抗震),A' s≥0.3As(二级抗震)。为防止过多的纵向受拉钢筋在地震中使梁产生粘结劈裂破坏,规范还规定s≤2.5%。在地震作用下,梁的反弯点变化很难准确预计,所以应有足够数量的钢筋贯通梁的上、下部。同时将梁的最小配筋率比非地震作用时的规定予以提高。为防止地震作用下柱子少筋脆性破坏和超筋粘结劈裂破坏,柱的纵向配筋率不得少于0.8%、0.7%、0.6%、0.5%、(相应于一、二、三、四级抗震等级),角柱的上述限值相应提高0.1%;柱的纵向配筋率最大间距不宜超过200 mm。
4.3箍筋的构造要求
箍筋不仅提供构件和节点的抗剪能力,确保“强柱弱梁”和“强节点”设计目标的实现,同时还对梁、柱塑性铰区混凝土和受压钢筋提供约束作用,延缓塑性铰的破坏过程,从而改善结构的延性和耗能能力。梁和柱的剪切破坏区和弯压塑性铰区均发生在构件的两端,因此应对构件两端的箍筋加密设置。加密区的构造要求包括加密区的长度、箍筋最小直径、最大间距和最小体积率的规定。同时规范还规定了箍筋延构件全长的最小体积率以及节点的最小体积率。其中柱加密区和节点的箍紧最小体积率除与抗震等级有关外,还与柱的轴压比和箍筋的类型有关。抗震等级高要求的最小体积率高、轴压比高要求的最小体积率高,采用普通箍筋比采用螺旋箍筋要求的体积率高。对于一级抗震的角柱在地震作用下可能伴随扭转作用,Hn/h 小于4的框架柱可能产生剪切破坏,这两种情况需要在全长加密箍筋。可见箍筋的构造规定是保证“大震不倒”设计目标实现的最重要的措施。
5 结语
从钢筋混凝土结构的抗震设计基本原则,到结构抗震承载力和变形验算以及抗震构造措施的制定,都离不开对结构和构件延性的深入研究。更好的研究它和应用它,使建筑物既能达到国家抗震设计标准,又能够符合经济合理的原则。
参考文献:
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飞机结构件裂纹分析 篇4
1 飞机结构件裂纹的类型
飞机结构件的裂纹, 按其形成和扩展的原因, 可分为:疲劳裂纹、应力腐蚀裂纹和腐蚀疲劳裂纹三类;此外, 还有振动和意外撞击引起的裂纹。
1.1 疲劳裂纹
从力学的观点来讲, 材料内部存在的各种缺陷, 如夹杂、气孔、发纹等均可视为裂纹。从狭义观点来看, 金属的局部破断称为裂纹, 它是完整的金属在应力作用下, 某些薄弱部位发生局部破断而形成的一种不稳定缺陷。
飞机结构及零部件产生的裂纹属于使用过程中产生的裂纹, 绝大多数是由疲劳引起的。飞机结构件按静强度要求是足够安全的, 但是在低于屈服极限、甚至弹性极限以下的交变应力反复作用下, 却会产生裂纹导致破坏。由于交变应力反复作用导致的破断叫做疲劳断裂, 疲劳断裂的过程称为疲劳。
1.2 应力腐蚀裂纹
机体结构件同时受到拉应力和环境的共同作用而发生的变质现象叫应力腐蚀, 当应力接近屈服强度时, 腐蚀性环境与应力发生交互作用常常促成应力腐蚀裂纹的产生。
1.3 疲劳腐蚀裂纹
结构件受到周期性应力和环境共同作用而发生的变质叫疲劳腐蚀, 它是应力腐蚀的特殊情况。
2 疲劳裂纹产生的原因和过程
疲劳裂纹产生的来源有三个方面:材料原有裂纹 (如冶金夹杂、铸造疏松等) , 加工过程裂纹 (如锻压焊接、热处理及加工等) 和使用过程中意外撞击的裂纹扩展引起的。
2.1 疲劳裂纹的产生
飞机结构疲劳破坏一般分为四个阶段:裂纹萌生 (成核) 、微裂纹形成、疲劳裂纹扩展和瞬时断裂。
裂纹萌生处就是常说的疲劳源位置, 它一定在飞机结构应力集中处, 一般位于工件表面。只有在金属内部有冶金缺陷时, 疲劳源才会在金属内部。裂纹源产生的机理有如下几种解说:
(1) 晶体滑移产生裂纹。交变载荷作用时, 滑移局部集中, 金属中形成挤出和侵入。挤出和侵入出产生应力集中, 经过多次交变应力作用后形成裂纹。疲劳初期, 发生疲劳强化。随后强化停止, 发生软化。软化效应使交变滑移集中在少数滑移带中, 形成持续的滑移带, 持续的滑移带进一步发展, 形成表面的挤出和侵入。
(2) 相界面处产生裂纹。粗大的第二相或杂物位于基体界面处, 由于剪应力的作用, 产生位错集积。位错集积到一定程度后, 界面因强度降低而分离, 产生裂纹。
(3) 相界处产生裂纹。一个滑移位面上产生许多位错, 在外力的作用下, 位错沿一定方向移动, 遇到晶界障碍时, 位错堆积, 产生应力集中。在交变应力作用下, 应力峰值愈来愈大。当应力超过晶界结合强度时形成裂纹。
(4) 空洞扩大形成裂纹。材料发生塑性变形时, 位错运动较剧烈。在交变载荷作用下, 位错交割、缠结, 形成胞状结构。随着循环次数的增加, 胞界上形成空洞, 空洞扩大并增殖, 形成裂纹。
以上依据金属物理学、错位理论分析了飞机结构件金属材料裂纹萌生的机理。检测和维修飞机时发现的构件疲劳裂纹, 往往发生于构件打伤、划伤、刀痕、压痕、钢印、材料夹杂、第二相析出、偏析、晶界腐蚀处。
2.2 疲劳裂纹的扩展
2.2.1 第Ⅰ阶段扩展
(1) 钝化、锐化扩展。在拉———压交变载荷作用下, 萌生的裂纹前端受拉时张开, 沿45°方向产生向前的流变, 使裂纹向前扩展, 前沿钝化。受压时裂纹闭合, 前沿锐化。这样钝化、锐化过程交替发生, 裂纹不断扩展。
(2) 持续滑移。用能量理论来解释, 在交变应力作用下, 晶体反复滑移, 产生高密度的位错, 储存的应变能多, 有利于形成新的自由表面, 使持续滑移面发生解理晶分离, 裂纹不断扩展。
从宏观上观察, 第阶Ⅰ段扩展很慢, 扩展速率da/dΝ很小, 呈现一些类似擦伤痕迹的疲劳条痕。
2.2.2 第Ⅱ阶段扩展
(1) 开始阶段。裂纹短小, 一般以隧道形式慢慢向内扩展。如是多源疲劳, 各小裂纹按最大应力和最小阻力原则选择扩展路径, 直至互相连接为垂直于应力轴的单一裂纹。这个阶段, 扩展速率小而不稳定, 可称为选择扩展阶段。
(2) 中间阶段。当各段小裂纹逐步连成一条长的裂纹以后, 基本上以单纯正向疲劳方式, 较均匀稳定地向前扩展。显微撕裂或切变过程虽仍存在, 但影响很小, 可称为稳定扩展阶段。这个阶段是裂纹扩展的主要阶段。
(3) 过渡阶段。稳定扩展至一定深度后, 由于剩余工作截面减小, 应力逐渐增加, 裂纹加速扩展, 进入过渡阶段, 也就是快速扩展阶段, 直至最后发生瞬时过载断裂。
2.3 疲劳裂纹断口的形态
典型的疲劳断口存在明显的三个区:疲劳源区、疲劳扩展区与瞬时断裂区。断口的疲劳源区一般在构件应力最集中或强度最弱的部位, 通常比较光亮、断口粗糙度小, 且疲劳源外侧棱边比较钝。裂纹在扩展过程中, 随着应力反复循环。裂纹也反复张合, 裂纹面反复摩擦, 因而断面细致, 呈瓷状、并且光亮。再者由于裂纹是逐步扩展的, 故有时可看到贝纹状的同心弧线。塑性材料瞬时断裂区的宏观特征是:纤维状, 并有剪切唇;脆性材料断口瞬时断裂区呈粗粒结构, 较暗, 不大的最终倾斜角。
3 飞机结构件发生疲劳裂纹的常见部位
从结构上看, 应力集中部位, 是裂纹的发源地。例如, 孔、开口、尖锐的缺口、半径很小的圆角、截面形状突然变化处等, 都会导致应力集中, 这些部位常发现裂纹。
从受力情况分析, 受冲击载荷的机件出现裂纹和断裂的情况最多, 受交变载荷的机件出现裂纹和断裂的情况比受静载荷的多。机翼大梁、发动机支撑架等经常承受来自发动机的振动载荷, 起落架各个承力部件承受飞机着陆、滑跑时的冲击载荷, 这些机件经常发现裂纹。
从使用材料分析, 镁合金比重小, 比强度和比刚度高, 能承受冲击载荷, 但缺口和形状突变处敏感性高。作为支撑件不易产生裂纹, 但承受往复载荷, 却常检出裂纹。某些型号飞机轮毂为镁合金件, 在轮毂轴套R处和轮缘r处, 经常发现裂纹。
4 结束语
飞机结构件的裂纹, 多发生在受力大、撞击剧烈、容易振动和容易受高温影响的部位。构件裂纹产生后, 其强度刚度随之降低, 而且由于应力集中的影响, 裂纹还会迅速扩展。因此分析飞机机体结构裂纹的类型和产生原因, 对机务人员在维护工作中, 加强探伤检查, 及早发现疲劳裂纹, 及时修理, 保障飞行安全具有重要意义。
参考文献
[1]许占显.飞机损伤检测学[Z].1997.[1]许占显.飞机损伤检测学[Z].1997.
金属结构工程构件安装说明 篇5
1、本章未涉及的相关内容，按混凝土及钢筋混凝土构件安装定额的有关规定执行，
2、网架安装如需搭设脚手架，可按脚手架相应定额执行，
3、钢柱安装在钢筋混凝土柱上，其人工、机械乘以系数1.43。
4、高层金属构件拼装、安装适用于檐高20m以上的金属结构构件。
薄板结构件焊接变形的控制和矫正 篇6
【关键字】薄板结构件；焊接变形；控制；矫正
前言
近些年来，随着我国工业技术的快速发展，焊接结构正以其生产工作简单、制作周期较短等诸多优点，被广泛应用于复杂结构件的制作中。可以说，焊接俨然已经成为工业制作的重要手段，并在工业发展中占据着十分重要的地位。然而，由于焊接是一种局部不均匀加热与冷却的过程，在焊接过程中及焊后极易造成焊接结构件的变形，严重影响结构件的使用与成品结构件的质量。特别是薄板结构件焊接变形，更是需要高超的技术进行控制与矫正。所以，对薄板结构件焊接变形的控制早已成为工业企业生产、加工的难点。以下笔者即结合个人实践工作经验，从影响焊接结构件变形的原因入手进行粗浅的分析，并提出控制与矫正薄板结构件焊机变形的个人建议，以供参考。
1、产生焊接变形的原因
焊接是一种不均匀快速加热和冷却的过程，所以在焊接过程中及焊后极易造成焊接结构件变形，给结构件的使用造成严重影响。所以，加强对焊接结构件焊接变形的研究与控制尤为重要。而笔者通过对大量的实践数据分析得知，目前引发焊接变形的最根本原因主要是由焊接过程中的热变形与焊接结构件的刚性条件所造成的。其中，引发焊接热变形的主要因素，主要有以下几点：焊接工艺方法；焊接参数；焊缝数量和断面大小；施工方法；材料的热物理性能等。而影响焊接结构件刚性系数的因素，又可分为以下几点：构件的尺寸和形状；胎夹具的应用；装配焊接程序等。
2、薄板结构件焊接变形的种类
通过大量的数据分析，我们可以得知，无论是任何钢结构，其在发生焊接变形时，其变形总类主要可以分为：整体变形与局部变形两种，薄板结构件自然也不例外。目前薄板结构件焊接变形中的整体变形，就是指焊接以后，整个构件的尺寸或形状都发生的变化，如：纵向、横向收缩，弯曲和扭曲变形等。而薄板结构件焊接变形中的局部变形则是指，焊接以后构件的局部区域出现变形，包括角变形与波浪变形等。
3、控制与矫正薄板结构件焊接变形的具体措施
3.1薄板结构件焊接变形的控制措施
因为在焊接过程中，薄板结构件的焊接变形主要是受到热变形与刚性条件的影响。所以，我们可以看出，在焊接过程中要想完全消除焊接变形是不太可能的。而为了进一步确保焊接构件的使用与成品质量，就必须从薄板结构件设计与施工工艺两个方面入手，对焊接变形加以控制。
在设计上，薄板结构件设计除了要满足构件的强度与使用性能之外，还必须满足构件制造中焊接变形最小及耗费劳动时最低的要求。特别是因为，往往在设计图纸中，对版缝布置工艺一旦考虑不周，势必会引发焊接变形。所以，优化板缝的布置，尤为重要。
在施工工艺上，合理的焊接工艺是减少焊接变形，减少应力集中的有效方法。所以，在焊接过程中，为了控制薄板结构件焊接变形，可采取的工艺控制方法，主要有几下几点：第一，在无装配应力强制下进行构件装配；第二，采用自动焊和其他气体保护焊工艺；第三，合理选择焊接规范参数和装配焊接顺序。减少焊丝供给量，降低电流、电压，改变极性。先焊短焊缝后焊长焊缝，采取分段退焊，由内向外依次进行；第四，合理运用刚性固定法，反变形法。
3.2薄板结构件焊接变形的矫正措施
在钢结构的建造过程中，尽管我们已经在其结构件的设计与施工工艺上采取了必要的控制措施，但是由于在实际焊接过程中，引起焊接特点与工艺的复杂性等多方因素影响，一旦出现超出设计要求，工艺所能控制的焊接变形，就必须要进行必要的矫正，以此最大程度降低焊接变形所带了质量与使用上的影响。
目前我们所说的薄板结构件焊接变形矫正多指局部变形矫正，如：角变形、弯曲变形、波浪变形等等。而对于构件结构的整体变形如纵向和横向收缩，则只能通过下料或装配时预防余量来补偿。
在矫正过中，通过采用机械矫正法与火焰矫正法两种方法：第一，机械矫正法。在实际生产中使用机械矫正法矫正钢结构时，极易引起金属冷作硬化，消耗塑性储备，所以一般情况下，机械矫正法多运用在塑性良好的材料中，如：大型油压机、摩擦压力机等方面的矫正；第二，火焰矫正法。对钢结构使用火焰矫正法时，当矫正冷却后，其焊接构件这部分金属就会获得不可逆转的压缩塑性变形，从而是整个焊接构件变形得到矫正。值得注意的是，在矫正过程中，由于火焰矫正法同样需要消耗一部分塑性材料，所以对于脆性材料活脆性差的材料要谨慎使用。同时，在矫正过程中，也要适当控制火焰加热的温度，温度过高会是材料的机械性能减低，温度过低则会使矫正效率减低。而冷却速递却对矫正效果不产生任何影响。也正因如此，在施工过程中，可采用边加热边喷水冷却的方法，即能提高工作效率，又能提高矫正效果。
结束语
构件体系结构 篇7
GB 50011—2001《建筑抗震设计规范》中规定, 非结构构件分为建筑非结构构件和支承于建筑结构的附属机电设备。建筑非结构构件是指除承重骨架体系以外的固定构件和部件, 主要包括非承重墙、附着于楼面和屋面结构的构件, 装饰构件和部件, 固定于楼面的大型储物架。非结构构件应根据所属建筑的抗震设防类别和非结构地震破坏的后果及其对整个建筑结构影响的范围, 采取不同的抗震措施;当相关的专门标准有具体要求时, 尚应采用不同的功能系数等进行抗震计算。
在钢筋混凝土结构中, 非结构构件有围护墙、填充墙、轻质隔墙、卫生间通风管道、屋面女儿墙、广告牌等。本文重点讨论围护墙和填充墙。
1 混凝土结构中围护墙、填充墙的抗震设计
1.1 对《建筑抗震设计规范》中有关条文的分析
GB 50011—2001《建筑抗震设计规范》第13.3.3条规定, 砌体墙应采取措施减少对主体结构的不利影响, 并应设置拉结筋、水平系梁、圈梁、构造柱等与主体结构可靠拉结。钢筋混凝土结构中的砌体填充墙, 宜与柱脱开或采用柔性连接, 并应符合下列要求:
(1) 填充墙在平面和竖向的布置, 宜均匀对称, 宜避免形成薄弱层或短柱。
(2) 砌体的砂浆强度等级应≮M 5, 墙顶应与框架梁密切结合。
(3) 填充墙应沿框架柱全高, 每隔500 mm设2Φ 6 mm拉筋, 拉筋伸入墙内的长度, 6、7度时不应小于墙长的1/5且≮700 mm, 8、9度时宜沿墙全长贯通。
(4) 墙长>5 m时, 墙顶与梁宜有拉结;墙长超过层高2倍时, 宜设置钢筋混凝土构造柱;墙高>4 m时, 墙体半高宜设置与柱连接且沿墙全长贯通的钢筋混凝土水平系梁。
笔者结合所经历的一些工程, 认为上述条文中的第 (4) 项未讲透, 而且工程图纸一般对构造柱、拉梁也交待得不具体, 举例如下:
(1) 某框架结构位于8度区, 一侧的梁全外挑, 沿挑梁上做围护结构, 层高3.9 m, 平面图如图1所示。设计图纸未标明构造柱的具体位置, 施工中在框架柱相对应处增设了构造柱后, 在转角也设置了构造柱。
(2) 某框架结构位于8度区, 层高3.6 m, 8层和9层为住宅, 填充墙有“十字交叉”现象, 如图2所示。虽然上述条文第 (4) 项没有设置构造柱的要求, 但从实际情况来看, 交叉处应力集中的地方, 应设构造柱, 这对抗震很有利。
(3) 一般情况下, 对于内、外墙独立的砖垛, 按图纸尺寸从长度和高度上对照该条文第 (4) 项均不需加构造柱, 但由于该部分是抗震的薄弱环节, 实际上应设置构造柱, 如图3和图4所示。
(4) 有的图纸设计有长度<300 mm的砖垛, 如图5所示。但该条文第 (4) 项对这种情况未作具体要求, 这样的砖垛对抗震非常不利, 应做成构造柱。
(5) 在8度区, 有的电梯井道采用填充墙, 该条文第 (4) 项也没有明确加柱要求, 但实际上应在井道的四角加构造柱 (见图6) ;水平方向按道轨的要求, 每2 500 mm设置圈梁。
1.2 对《建筑抗震设计规范》第13.3.3条的改进建议
通过实例分析, 建议对GB 50011—2001《建筑抗震设计规范》第13.3.3条中的第 (4) 项, 作如下补充:
(1) 混凝土结构中, 在内、外填充墙的转角处, 内填充墙交叉处, 填充墙做楼梯间、电梯间四角应设置构造柱, 增加填充墙的延性。
(2) 混凝土结构中, 窗间墙中应设置构造柱, 长度<300 mm的独立砖垛按构造柱设计。
1.3 出屋面的女儿墙、通风井、设备基础的设计
在抗震区, 有的图纸将女儿墙、通风井、设备基础全部设计成钢筋混凝土构件, 也有的还是设计成砌体, 因为震害有“鞭梢效应”, 建议将上述部位全部设计成有延性的钢筋混凝土构件。
1.4 外围护墙的设计
外围护墙一般是填充墙或幕墙, 但发现有个别的设计在外围护墙局部采用了轻质隔墙。笔者认为这种做法不可取, 因为轻质隔墙的抗震能力差, 用于外墙时安全隐患大。
2 钢筋混凝土结构中非结构构件的施工
除按照正常的设计图纸、工艺标准和验收规范, 进行钢筋混凝土结构中非结构构件的施工外, 以下几点值得注意。
2.1 细化设计
在混凝土结构工程图纸中, 很少标出构造柱、圈梁的位置, 所以, 施工单位和设计单位要对构造柱、圈梁进行二次细化设计, 明确位置、标高、断面、配筋、数量, 形成书面技术资料, 作为施工依据和结算依据。笔者经历的一些工程有框架、排架、剪力墙结构, 都做了这项工作。
2.2 关于接结筋的间距和搭接
规范规定的拉结筋间距为500 mm, 一般规格的砌块高为200 mm, 应按高400 mm布置接结筋。具体布置在06SG614-1《砌体填充墙结构构造》中有详细规定。关于接结筋的搭接, 规范中没有明确规定, 建议按04G101平法图集要求的最小搭接长度300 mm施工。
2.3 构造柱、拉梁的施工顺序
一般图纸设计要求先砌墙后浇柱, 并且禁止位于悬挑部位端部的构造柱混凝土与挑梁混凝土同时浇注, 即禁止构造柱、拉梁等非结构构件参与主结构的受力。另外, 当构造柱位于端部、角部时, 为了保证安全和方便施工, 可以先浇柱后砌墙, 但应在主结构混凝土浇完后再浇注, 严禁与主结构混凝土同时浇注。施工顺序问题应在工程中给予重视并认真执行。笔者曾看到不少的工程为图施工方便, 把构造柱与主结构混凝土一起浇注, 而且并没有引起监理和业主的足够重视, 这是不可取的。
2.4 构造柱主筋、拉结筋和结构构件的连接
(1) 钢筋连接。
在GB 50011—2001《建筑抗震设计规范》中, 没有明确规定非结构和钢筋混凝土结构中的连接方式。在06SG614-1《砌体填充墙结构构造》标准设计图集中, 指出了用预埋钢筋或预埋铁件的方法。一般工程图纸对采用何种连接方式没有明确规定, 近几年采用植筋的方法相当普遍。采用预埋钢筋不但位置不准且对结构破坏大, 预埋钢板成本高且位置也不容易保证;后植筋位置准确, 质量容易保证, 成本适中, 对混凝土结构的破坏小。后植筋的依据是JGJ 145—2004《混凝土结构后锚固技术规程》, 采用的方法为化学植筋, 其质量主要取决于混凝土强度、胶的质量、植筋工艺, 应做抗拉拔试验, 工程中按钢材的屈服强度作为拉拔标准。工程应用表明, 化学植筋用于构造柱主筋、拉梁主筋、墙体拉结筋是科学可靠、经济合理的。
(2) 混凝土连接。
GB 50011—2001《建筑抗震设计规范》指出:“钢筋混凝土结构中的砌体填充墙, 宜与柱脱开或采用柔性连接。”有的设计在图中明确要求构造柱顶混凝土与上部的梁、板空20 mm的间隙, 用硬质聚苯板填塞。这一点在施工中执行得并不好, 很少有施工企业在浇完混凝土后, 能有意识地去填塞聚苯板;另一方面, 一般后浇构造柱混凝土与主结构混凝土的连接也不会密实。因此, 笔者建议, 这一间隙可使用低强度砂浆 (强度等级
3 结语
构件体系结构 篇8
关键词：COM+构件,软件复用,管理系统
1 COM+技术简介
COM+是对COM和DCOM的增强,是把COM,DCOM和MTS统一起来的产物,其底层结构仍然以COM为基础,但已不再局限于COM的组件技术,在应用方式上更多地继承了MTS的处理机制,包括MTS的对象环境、安全模型、配置管理等,更注重于分布式网络应用的设计和实现,有机结合了DCOM和MTS机制,从而提供更强大的功能。COM+其实是一个高级的COM运行环境,将COM、DCOM以及MTS有效地统一起来,形成了一个全新的、功能强大的组件体系结构,并且把DCOM和MTS的各种优势以更为简捷的方式带给Windows程序员和用户。
2 COM+构件的多层体系结构在基层电子政务平台中的应用研究
2.1 系统功能分析与设计
在本文中我们根据系统不同的功能分为八个模块。分别为:人口管理模块、计生管理模块、党群管理模块、社务管理模块、经营管理模块、资源管理模块、政务公开模块、系统管理模块。
2.2 系统的五层体系结构
目前,应用软件系统大多采用三层的应用框架表示层、业务逻辑层和数据层。在这样一种层次结构的软件框架中,每一层为上一层提供服务(服务提供者),并作为下一层的客户(服务消费者),内部的层只对相邻的层可见,从而提供了一个具有高度可移植性、可扩充性的兼容性平台。在对多个应用软件系统进行开发的过程中,我们发现不同的应用软件系统之间存在一些通用的操作,如数据存取操作、打印操作、查询操作,这些操作可以很方便地从一个系统的开发移植到另一个系统的开发中。随着构件技术的发展,用于这些通用操作的构件得到了人们的重视,并开始有了一些商业化的构件。因此,为了提高软件的开发效率,本文将这些通用的操作从业务逻辑层分离出来,单独形成一个通用操作层。此外,本文引入了数据接口层。数据接口层屏蔽各种底层数据库之间的差异,负责与底层数据库之间的连接将通用操作层的数据存取操作翻译成底层数据库的操作语言对底层数据库操作的可靠性、正确性和事务完整性提供保证。本文采用了五层软件体系结构框架,从上到下分别是用户界面层、业务逻辑层、通用操作层、数据接口层、数据层,如图所示。用户界面层是应用软件进行人机交互的接口;业务逻辑层负责对用户的业务请求进行处理通用操作层完成应用软件系统一些通用的操作;数据接口层负责与底层数据库之间的交互;数据层则负责数据的存储。
在上述五类构件的基础上,首先根据系统的需求分析,将应用软件系统分成若干个子系统然后对各个子系统按照五层体系结构的思想进行分层,划分为若干个不同的抽象层次。最后,在同一抽象层次上,将功能独立的构件从系统的其它部分分离出来。就分层而言,每一层为其上层提供服务,同时又作为下层的客户就分离而言,同一层次的各个功能构件属于不同的业务范畴,要求功能相对独立。这样,就形成了一个如图2所示的基层电子政务平台体系结构图。
3 结论
将系统分为五层的好处是五层模型应用系统实现了对用户界面、业务层、通用构件层、数据访问层以及数据服务的逻辑分离和独立封装,使得当系统的外界软硬件环境发生变化或用户的需求有所改变,要对软件更新,升级时,只需对受到影响的层相应的构件进行修改,只要接口保持不变客户端就可以马上使用更新后的构件而无需在其它层进行任何改动,然后重新组合就得到新的升级软件。这对于应用程序来说无疑是极其有效率的。因此本软件具有显著的优点可重复使用、易于管理、易于升级、性能提高、可跨平台。
参考文献
[1]司加全.软构件技术在研究生教育管理信息系统中的应用[J].应用科技2005,32(3):44.
[2]白香君.分层构佳化匿名通信系统设计与实[D].中南大学,2008.
[3]贾玉莹.一种基于构件的多层软件体系结构设计与应用[D].南京工业大学,2006.
提高结构件焊接质量的分析 篇9
1 焊缝的技术要求
1) 焊接接头形式有对接、角接、T形接头,其中绝大部分为T形接头。
2) 焊缝形式有对接焊缝和角焊缝,大部分为角焊缝,由于板的厚度不同,焊缝高度为8mm、10mm,12mm,15mm,18mm等。
3) 母材大部分为优质碳素结构钢板 16Mn。钢板厚度为10mm,16mm,20mm,25mm,30mm等。
4) 焊缝外观要求 焊缝及热影响区表面不得有裂纹、气孔、夹渣、未溶合等缺陷。焊缝形状尺寸符合图样要求,焊缝与母材平滑过渡。部分焊缝要求超声破探伤合格。
2 焊接试验
2.1 对接接头力学性能实验
(1)实验材料
16Mn钢板,规格 300mm×125mm×10mm,2块;焊条电弧焊开60°V形坡口,CO2保护焊、富氩气保焊开45°V形坡口单面焊双面成型。
(2)焊接方法及焊接材料
焊条电弧焊:焊条E5003,规格φ5mm、φ4.2 mm;CO2保护焊、富氩气保焊:焊丝 ER50-6,φ1.6mm;富氩气:80%Ar+20% CO2。
(3)检验内容
外观检查、RT检查、拉力试验、弯曲试验。
2.2 T形接头角焊缝实验
(1)实验材料
16Mn钢板,规格 300mm×125mm×10mm,2块;不开坡口,单道焊。
(2)焊接方法及焊接材料
焊条电弧焊:焊条E5003,规格φ5mm、φ4.2 mm;CO2保护焊、富氩气保焊:焊丝 ER50-6,φ1.6mm;富氩气:80%Ar+20% CO2。
(3)检验内容
外观检查,切取5个截面进行金相宏观检查。要求断面无裂纹,无未焊透,无未溶合等缺陷。
2.3 T形接头角焊缝成型、飞溅试验
实验条件同2.2,通过对比实验对CO2气体保护焊、富氩气保焊进行外观成型及飞溅大小进行评定。
3 焊接实验结果分析
1) 从对接接头焊缝力学性能试验可知,3种焊接方法的焊接接头外观检查符合要求,RT检验均高于Ⅱ级合格,焊接接头的抗拉强度以富氩气保焊最高,CO2气体保护焊次之,焊条电弧焊最低,这是因为富氩气保焊氧化性较少,合金元素烧损较少所致,但它们均高于母材规定的最小值。按规定的弯曲角,每个试件面弯背弯各2个,弯曲试验合格。这说明3种焊接方法及焊接工艺的焊接接头力学性能试验合格。但富氩气保焊、CO2保护焊坡口角度较少,钝边较大,比焊条电弧焊生产率高,节省材料,成本低,焊接变形小。这是因为气体保护焊焊丝较细,电流密度大,熔深大,电弧穿透力强,已焊透所致。
2)从T形接头角焊缝试验可知,3种焊接方法的熔深大小分别为:富氩气保焊略大于CO2气体保护焊,大于焊条电弧焊,每个试件的5个断面根部均未出现裂纹、未溶合、未焊透缺陷,宏观金相检验合格。
3)从T形接头角焊缝飞溅、成形试验可知,富氩气保焊的飞溅较小,最大飞溅颗粒直径大小为φ1.5mm—φ2mm,CO2气体保护焊飞溅稍大,最大飞溅颗粒直径大小为φ3mm—φ4mm,富氩气保焊焊缝表面较CO2气保焊波纹细密,成形美观。
综上所述:3种焊接方法及焊接工艺均能满足力学性能要求及宏观金相要求。但CO2气保焊、富氩气保焊,焊丝较细,电流密度大,热量集中,电弧穿透力强,熔深大,可以减少坡口角度,增加钝边厚度,节省材料,提高劳动效率,降低焊接应力与变形。富氩气保焊较CO2保护焊成形美观,飞溅小,但成本较高。所以除了极少外观要求较高的焊缝采用富氩气保焊之外,其余均采用CO2气体保护焊。
4 焊接工艺
4.1 焊前准备
(1)清除待焊部位及两侧10-30mm范围内的油污、锈迹等污物,并在焊件表面上涂上一层飞溅防粘剂,在喷嘴上涂上一层喷嘴防堵剂。
(2)将CO2气瓶倒置1-2小时,使水分下沉,每隔0.5h放水一次,放2-3次。
(3)根据焊接工艺实验编制焊接工艺,焊丝ER50-6,φ1.2mm,φ1.6mm,焊机KRⅡ350。
(4)采用左焊法。
4.2 焊接操作工艺
4.2.1 对接焊缝操作工艺
①由于CO2气体保护焊熔深大,在板厚小于12mm均可用工形坡口(不开坡口)双面单道焊接。对于开坡口的对接街头,若坡口较窄,可多层单道焊;若坡口较宽,可采用多层多道焊。
②焊接过程中,焊枪横向摆动时,要保证两侧坡口有一定熔深,使焊道平整,有一定下凹,避免中间凸起,这样会使焊缝两侧与坡口之间形成夹角,产生未焊透、夹渣等缺陷。
③要控制每层焊道厚度,使盖面焊道的前一层焊道低于母材1.2mm—2.5mm,并一定不能融化坡口两边的棱边,这样盖面时可看清坡口,为盖面创造良好条件。
④盖面焊焊接时,焊前应将前一层凸起不平的地方磨平,焊枪摆动的幅度比填充层要大一些,摆动时幅度应一致,速度要均匀,要特别注意坡口两侧熔化情况,保证熔池边缘超过坡口两侧棱边,并不大于2mm,以避免咬边。
⑤若每层用多道焊时,焊丝应指向焊道与坡口、焊道与焊道的角平分线上位置,并且焊道彼此重叠不小于焊道宽度的1/3。
4.2.2 角焊缝操作工艺
①角焊缝焊接时,易产生咬边、未焊透、焊缝下垂等缺陷,所以应控制焊丝的角度。等厚板焊接时,焊丝雨水平板的夹角为40°—50°,不等厚度时,焊丝的倾角应使电弧偏向厚板,板厚越厚,焊丝与其夹角越大。
②对于焊脚为6—8mm的角焊缝,采用单层单道焊,焊枪指向(焊丝)距根部1-2mm处。对于焊脚为6mm的焊缝,采用直线移动法焊接,对于焊脚为8mm的焊缝,焊枪应做横向摆动,可采用斜圆圈形运丝法焊接。
③对于焊脚为10—12mm的角焊缝,由于焊脚较大,采用多层焊,焊2层。焊接时第一层操作与单层焊相同,焊枪与垂直板夹角减少并指向距根部2-3mm处,这时,电流比平时稍大,目的是为了获得不等焊脚的焊道;焊接第二层时,电流比第一层稍小,焊枪应指向第一层焊道的凹陷处,直至达到所需焊脚。
④对于焊脚为15mm的角焊缝,应采用多层多道焊,焊3层。需要注意的是:操作时,每道的焊脚大小应控制在6—7mm左右,否则,焊脚过大,以使熔敷金属下垂,在水平板上产生焊瘤,在立板上产生咬边。焊枪角度及指向应保证最后得到等角和光滑匀速的焊缝。
5 焊接工艺中需注意的问题
在生产中部分焊工、检验员,甚至还有焊接技术员混淆了焊脚与焊脚尺寸及焊缝厚度3者之间的关系。焊工把焊脚误认为焊脚尺寸,检验员把焊缝厚度当焊脚来测量检验,使得实际焊脚超过设计要求的尺寸,在质量记录中又把其当作焊脚尺寸加以记录。还有的技术人员在焊接工艺文件中要求焊脚尺寸为多少等,这些都是错误的。实际上,焊脚是指角焊缝的横截面中,从一个直角面上的焊趾到另一个直角面上的最小距离,焊脚尺寸为在角焊缝横截面中画出的最大等腰直角三角形中直角边的长度,而焊缝厚度则是在焊缝横截面中,从焊缝正面到焊缝背面的距离。因此,工艺文件上、焊缝符号中要求的角焊缝外形尺寸是焊脚而不是焊脚尺寸,更不是焊缝厚度。
6 结语
1)经过试验与生产实践证明,CO2气体保护焊焊接头的力学性能、宏观金相检验均符合要求,而且CO2气体保护焊较焊条电弧焊坡口角度较小,钝边较大,焊接热影响区较窄,节省了材料和能源,提高了劳动生产率,提高了焊接质量,应大力推广应用。
2)富氩混合气体保护焊较CO2气体保护焊焊波细密,焊道平滑,成形美观,飞溅小,熔深较大,但成本相对较高,故适宜用于焊缝外观要求较高的焊缝。富氩气保焊操作工艺与CO2气体保护焊操作工艺相似。
3)分清焊脚、焊脚尺寸及焊缝厚度之间的关系,且应注意工艺文件上要求的和焊缝符号中标注的是焊脚而非焊脚尺寸、焊缝厚度。
摘要：通过对液压支架结构件制造过程中三种焊接方法CO2保护焊、富氩气保焊及电弧焊进行对比工艺试验及评定的试验的分析和数据对比,得出既保证焊接质量又降低成本的焊接工艺,并指出焊接工艺中应注意的问题。
工业产品结构件的"再生"研究 篇10
1工业产品结构件的物质承载形式
(一) 现阶段资源存在形式的介绍
资源是人类社会发展和人类文明进程的必要源动力, 是人类征服自然的主要表现形式;人类在地球上的各种活动中, 地球资源的种类无可计数, 它们之间相互给予、相互制约、却又相互平衡和谐, 于是形成了一个结构复杂的特殊的资源"生物链", 而这个复杂的资源系统"生物链"为工业产品的设计和研发提供着充足的养分和源动力。从工业产品使用的不同的角度, 从资源的可利用状况划分可分为:现实资源、潜在资源、废物资源;从资源的再生性角度划分可划分为:可再生资源和非可再生资源;而现代工业产品研发过程中对产品资源的可再生性和非可再生性的思考极为重要, 因其是资源损耗和环境恶化的主要承载物质。
(二) 工业产品所具有的资源表现形式
工业产品作为现代人类生活的必需品, 时刻影响着人类的日常生活, 同时也深刻的影响着人类赖以生存的自然环境;在过去, 我们的传统工业产品在设计时, 主要就产品的功能、质量、寿命以及成本决定了一个产品设计的基本参数及最终效果, 几乎不去考虑产品报废后对生态环境是否有影响, 更不会在设计环节中考虑到产品结构件将来的"再生"因素, 而工业产品作为一个资源综合体是集功能、价值、资源和环境影响为一体的现代人类智慧的结晶体, 其中各要素相互联系, 相互制约;因此, 我们对产品结构的合理拆分及再利用设计尤为迫在眉睫。从现阶段市面的工业产品而言, 可以发现从工业产品的功能、价值、资源和环境影响出发, 得出每一种功能结构都有其相应的存在价值和相应的资源表现形式以及相应的环境影响力;如轮船上用于缓冲的产品, 在材料上根据其相应的功能结构多采用弹性较强的材料, 如橡胶材料 (淘汰的汽车轮胎) ;而其所具有的价值则是减少轮船船体硬性材料的损坏程度;在环境方面我们可支持全球设计界都在提倡的绿色设计, 在其所倡导的设计理念基础上去设计产品, 使得我们所设计的工业产品对未来环境的影响降至最低程度。
2工业产品结构件的潜在价值分析
工业产品结构件的合理设计作为现代新型的资源类型, 其所存在的潜在价值在这个资源匮乏的社会中受到各界人士的广泛关注。工业产品废弃物, 是现代社会影响人类生活最主要的生活废弃物之一, 以往因缺乏对工业产品结构件结构潜在价值的深刻分析, 造成了资源的浪费和环境污染的加剧;因此, 对工业产品结构件潜在价值的深刻剖析将成为现代工业产品研发人员必须考虑的重要环节之一。
(一) 工业产品结构件的潜在价值分析
(1) 工业产品结构件的材料潜在价值
材料作为工业产品表现的直接承载物质, 是工业产品研发人员根据市场需求将其思维概念物质化的直接外在表现;同时, 材料作为资源的主要承载物质, 其所蕴含的实用价值和潜在价值是工业产品研发人员思维概念得以实现的必备条件。
从现代工业产品所运用的丰富材料中可以发现, 材料具备较为深厚的潜在利用价值;首先, 从工业产品废弃物对环境的影响力方面可以发现, 现代工业产品在材料的选用上多采用与环境兼容性好的混合型材料, 尽可能的避免或替换掉了一些有毒或是一些对人体不健康的材料;现在的产品原料都多少具备可再生, 可循环利用或是对环境污染较小;每个产品再利用的潜在价值性高低取决于产品本身自带的独有的材料特性。其次, 从单个工业产品结构件的材料运用种类我们可以发现, 材料种类在单个工业产品中的运用越单一, 就越有利于工业产品废弃物的回收利用, 能最大限度的降低废弃物资源的浪费, 降低工业产品结构件的回收成本, 使人类与自然环境、微生物、气候、生物共同形成一个互动的生态系统, 以达到生态的平衡, 促进人类社会的进步, 从而顺应时代的发展方向。
(2) 工业产品结构件结构的潜在价值
零部件结构是工业产品功能得以实现的基本保障之一, 不同的零部件结构类型具备不同的功能效用。从工业产品的可拆卸性及可维修性来看, 零部件结构简洁的工业产品易于维修人员拆卸和进行维修, 甚至未经专业培训的人员也能根据产品零部件的简洁结构造型的导向性对工业产品进行拆卸、重组和维修;同时, 零部件简洁的结构易于零部件的分类回收再利用, 而降低零部件的资源浪费率。而从工业产品的重复利用性和交叉利用性来看, 现代工业产品日益趋向模块化, 使得同类产品以及同企业非同类产品之间零部件的交叉利用和重复利用性得以最大化的发挥, 使得被淘汰的工业产品零部件生命得以延续, 使原材料资源的使用率降低, 工业产品废弃物资源的利用率提高。
3工业产品结构件的"再"开发利用
(一) 工业产品结构件"再"开发利用的重要性
现代社会资源匮乏问题已经成为一个无可争辩的事实, 从对工业产品废弃物资源在整个资源环境中的情况分析, 了解到现代社会的资源结构正发生着巨大的变化, 从以往单一的以自然资源开发利用为主的资源结构, 向着以多种资源综合开发利用为主的复合型资源结构转变, 而其中融入的一种新型资源形式是工业产品结构件资源的再开发利用;环境过渡污染、资源过渡开采成为当今刻不容缓需要解决的问题, 这种资源再利用的形式对于如今有着很大的缓解作用, 给地球一点喘气和疗伤的时间。
工业产品是各类资源的综合体, 而工业产品结构件废弃物是其工业产品物理寿命终止的遗留物, 其本质的材料寿命并没有终止, 因此仍然具有再次开发利用的价值和空间, 而对于当今这个资源匮乏的社会而言, 其利用的价值则更为重要。
(二) 工业产品结构件的"再"开发利用的途径分析
从对工业产品结构件废弃物的潜在价值分析了解到, 现代工业产品结构件废弃物的"再"开发利用的主要途径可以通过以下几方面进行考虑:
(1) 在工业产品的研发阶段, 就应考虑到未来工业产品零部件的交互性;现代社会多采用产品结构件设计的标准化模式, 在企业内部的同类产品和相似产品的零部件设计中, 将零部件的交互性考虑进去, 因此在同类产品淘汰以后可将其部分功能完好的零部件重新加以利用, 使工业产品结构废弃物件得到再次开发利用重生;在工业产品的研发阶段, 还应考虑到未来工业产品零部件材料的还原性;即通过物理功能终止的零部件将其还原到材料的原始状态, 以其达到资源的可再生性, 减少对自然资源中此类资源的消耗量。
(2) 在工业产品的概念设计阶段, 就应考虑到未来工业产品零部件的重组性, 即通过物理功能终止材料本质功能 (质感、造型) 尚存的工业产品废弃物的零部件, 进行部件重组以得到另一物质, 使其零部件生命得以延续, 达到工业产品结构件的"再次"开发利用。在工业产品的概念设计阶段, 还应考虑到未来工业产品零部件的能量转移性;即通过工业产品废弃物零部件的状态变化将其原本所具有的能量转换成另外一种能量形式, 以达到工业产品废弃物的"再"开发利用, 减少工业产品废弃物对自然环境所带来的压力。
(三) 具体实例论证
为了验证文中所提及的方法, 本文选用了魅族M8 RE手机和诺基亚手机这两个手机为例, 对其进行验证:
魅族M8 RE手机为魅族M8的官方翻新机, 在使用功能和表面呈现和全新魅族M8一样, 与魅族M8一样享受魅族公司提供的三月包换的政策, 同时享受魅族公司的售后服务, 是得到魅族官方认可的;魅族M8 RE与M8的主要区别是M8RE内部包含有使用过的电子元件, 所有M8 RE版机器均来自在魅族"三月包换"售后政策中的回收机, 生产企业通过对回收机进行严格的质量检测, 将其中部分容易损耗及老化、有问题的元件进行更换, 同时更换全新外壳和全新配件进行包装;通过零部件的交互性和重复使用性使魅族M8的部分零部件生命得以延续, 以此来节约部分能源, 减少电子元件对自然环境的污染和自然资源的损耗。
诺基亚E63手机和诺基亚6760S手机, 这两款手机在结构和功能上完全不一样, 是两款完全不同感觉的设计产物, 诺基亚E63属于诺基亚直板系列机型, 而诺基亚6760S手机则属于诺基亚侧滑盖机型, 两款完全不一样的机型却采用相同型号BP-4L型电池和相同口径的充电设备, 其电子元件受损的情况下可以互换电池元件和充电设备, 其将工业产品零部件的交互性最大化发挥, 以延长工业产品零部件的生命周期得以延续。
4结语
工业产品结构件潜在价值的"再"利用已经成为现代工业产品设计环节中产品研发人员必须考虑的要素之一, 现阶段人们已经通过工业产品零部件的交互性、重组性、还原性和能量转移性将工业产品废弃物的潜在价值进行了最优化处理, 其所产生的新型能源使能源匮乏和环境恶化现象有所缓解, 但其仅从工业产品废弃物材料本身的潜在价值出发进行了局部问题的解决, 其中还有许多新的潜在价值和新的潜在价值利用方法等待探索, 只有将现有方法进行不断的完善, 我们才能从根本上解决资源匮乏和环境恶化问题, 使地球原本的美好面貌得以恢复。
摘要：针对现阶段资源匮乏和环境恶化的现状, 通过对工业产品结构件潜在价值的分析, 以及结合现代产品设计的相关理论, 提出了通过在现代产品设计的思维模式下对工业产品结构件进行拆分性、重组性、再生性和能量转换探索运用, 并将工业产品结构件的潜在价值进行最优化处理, 以求更好的达到对工业产品结构件的潜在价值进行"再"利用的目的。
关键词：产品设计,再生设计,结构件研究,再利用
参考文献
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