冲击荷载作用下钢结构涂层的冲击损伤研究及有限元模拟
发布时间：2021-11-10 09:10
内蒙古地区强紫外线和风沙环境下的钢结构等基础设施长期遭受风沙等硬质颗粒介质的冲击损伤,表面涂层在颗粒冲击、碰撞、强紫外辐射等复杂工况下服役,容易产生微裂纹甚至破损剥落使其发生破坏失效,影响结构的耐久性和安全性。本课题采用球压法研究了钢结构聚氨酯涂层与氟碳涂层在冲击荷载作用下的抗冲击损伤性能,利用形貌表征和化学结构分析方法探明了两种涂层的紫外老化机理和冲击损伤形貌特征,通过LS-DYNA软件分析冲击作用下涂层的应力分布规律。本课题受国家自然科学基金项目《内蒙古中西部大温差强紫外环境下钢结构涂层受风沙侵蚀损伤机理研究》（批准号:11862022）、《区域特殊环境下高铁前风挡玻璃受侵蚀力学行为与损伤机理研究》（批准号:11662012）项目的资助。具体研究内容有:1.根据赫兹接触理论与内蒙古中西部地区风沙粒子特征建立了颗粒介质冲击钢结构涂层的冲击球压模型,并对两种钢结构涂层的基本力学性能:硬度、弹性模量、附着力和柔韧性进行测定。2.通过对两种钢结构涂层进行冲击球压试验可知,氟碳涂层的抗冲击能力优于聚氨酯涂层,氟碳涂层所承受的极限荷载值大于聚氨酯涂层,在冲击荷载作用下氟碳涂层具有较好的弹性恢复...
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
冲击球压模型
第三章 试验方法及力学性能测试1.2 试件的制备根据《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001） 钢结构涂装 中的工艺要求。利用空气压缩机和雾化油漆喷枪对钢板材料进行喷涂，喷号为 W-77，喷嘴尺寸为 1.5-2.0mm，气泵压力为 0.8-1.0MPa，喷涂时喷枪保平，距离试件 200mm-300mm 垂直喷涂。涂层平均厚度为 800μm，试件表观如图 3-1 所示。
图 3-2 微米压痕仪Fig. 3-2 Microindenter（d-P）特征曲线分析，得到两种涂层的压入深度-载荷（层的曲线均是连续光滑的曲线，在加种涂层在被测区域未出现裂纹和明显涂层与聚氨酯涂层在相同压入深度时的载荷峰值明显高于聚氨酯涂层，，有更好的耐磨性能，表明氟碳涂层抵使钢结构基体得到保护。变形恢复的同时塑性变形被保留。由度小于聚氨酯涂层，表明卸载后氟碳涂层抵抗塑性变形的能力优于聚氨酯0.30
【参考文献】：
期刊论文
[1]输电塔既有涂层与新涂层受风沙侵蚀的损伤机理[J]. 郝贠洪,李洁,刘永利. 材料导报. 2019(08)
[2]氧化石墨烯的改性及其在水性环氧树脂中的应用[J]. 张军锋,伍林,刘盈,舒沙沙,许锦辉,柳家明,胡雅. 中国胶粘剂. 2019(02)
[3]冲击荷载下盐腐蚀水泥砂浆接触损伤研究[J]. 郝贠洪,韩燕,樊磊,樊金承,杨晓明. 铁道学报. 2018(10)
[4]盐冻环境下橡胶混凝土路面受风沙冲蚀性能研究[J]. 郝贠洪,王雨夏,赵呈光,霍俊芳,郝庆丽,吴安利. 混凝土. 2018(09)
[5]风沙环境变量相似理论及其应用研究[J]. 郝贠洪,刘艳晨,郭健,霍俊芳,郝庆丽,时金娜. 应用基础与工程科学学报. 2018(03)
[6]玻璃材料在气固两相流作用下的冲蚀损伤机理研究[J]. 郝贠洪,赵呈光,王雨夏,雅茹罕,李慧. 材料保护. 2018(05)
[7]冲击荷载下水泥基材料的冲击损伤研究[J]. 郝贠洪,樊磊,韩燕,刘永利,史勇,何晓雁. 混凝土. 2018(04)
[8]田口方法下钢化玻璃的冲蚀性能及损伤形貌[J]. 郝贠洪,雅茹罕,李慧,赵呈光. 材料导报. 2018(08)
[9]聚氨酯涂层对Q235钢抗冲击性能的分析[J]. 滕泉,沈景凤,张浩森,程仁政,徐斌,洪彦昆. 中国水运(下半月). 2018(01)
[10]气固两相流作用下工程玻璃的冲蚀性能及损伤机理研究[J]. 郝贠洪,李慧,雅茹罕,赵呈光. 硅酸盐通报. 2017(11)
博士论文
[1]几种典型金属和涂层的冲击磨损机理研究[D]. 王璋.西南交通大学 2018
硕士论文
[1]有机涂层防护体系在不同环境中腐蚀失效关系的研究[D]. 姜麟.北京化工大学 2018
[2]金属装饰涂层耐久性评价方法研究[D]. 许欣.中国建筑材料科学研究总院 2017
[3]FEVE风电叶片涂料的制备及性能研究[D]. 刘义修.北京化工大学 2013
[4]内蒙古西北部地区沥青混合料抗紫外线老化试验研究[D]. 李力.西安建筑科技大学 2013
[5]高性能氟碳涂料的制备及其在建筑钢结构上的应用研究[D]. 朱立新.华东理工大学 2011
[6]岩石、混凝土材料的接触损伤及冲击球压法评价研究[D]. 岳汉威.中国建筑材料科学研究总院 2010
[7]混凝土材料的接触损伤及球压法无损评价研究[D]. 陈志城.中国建筑材料科学研究院 2001
本文编号：3486996
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
冲击球压模型
第三章 试验方法及力学性能测试1.2 试件的制备根据《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001） 钢结构涂装 中的工艺要求。利用空气压缩机和雾化油漆喷枪对钢板材料进行喷涂，喷号为 W-77，喷嘴尺寸为 1.5-2.0mm，气泵压力为 0.8-1.0MPa，喷涂时喷枪保平，距离试件 200mm-300mm 垂直喷涂。涂层平均厚度为 800μm，试件表观如图 3-1 所示。
图 3-2 微米压痕仪Fig. 3-2 Microindenter（d-P）特征曲线分析，得到两种涂层的压入深度-载荷（层的曲线均是连续光滑的曲线，在加种涂层在被测区域未出现裂纹和明显涂层与聚氨酯涂层在相同压入深度时的载荷峰值明显高于聚氨酯涂层，，有更好的耐磨性能，表明氟碳涂层抵使钢结构基体得到保护。变形恢复的同时塑性变形被保留。由度小于聚氨酯涂层，表明卸载后氟碳涂层抵抗塑性变形的能力优于聚氨酯0.30
【参考文献】：
期刊论文
[1]输电塔既有涂层与新涂层受风沙侵蚀的损伤机理[J]. 郝贠洪,李洁,刘永利. 材料导报. 2019(08)
[2]氧化石墨烯的改性及其在水性环氧树脂中的应用[J]. 张军锋,伍林,刘盈,舒沙沙,许锦辉,柳家明,胡雅. 中国胶粘剂. 2019(02)
[3]冲击荷载下盐腐蚀水泥砂浆接触损伤研究[J]. 郝贠洪,韩燕,樊磊,樊金承,杨晓明. 铁道学报. 2018(10)
[4]盐冻环境下橡胶混凝土路面受风沙冲蚀性能研究[J]. 郝贠洪,王雨夏,赵呈光,霍俊芳,郝庆丽,吴安利. 混凝土. 2018(09)
[5]风沙环境变量相似理论及其应用研究[J]. 郝贠洪,刘艳晨,郭健,霍俊芳,郝庆丽,时金娜. 应用基础与工程科学学报. 2018(03)
[6]玻璃材料在气固两相流作用下的冲蚀损伤机理研究[J]. 郝贠洪,赵呈光,王雨夏,雅茹罕,李慧. 材料保护. 2018(05)
[7]冲击荷载下水泥基材料的冲击损伤研究[J]. 郝贠洪,樊磊,韩燕,刘永利,史勇,何晓雁. 混凝土. 2018(04)
[8]田口方法下钢化玻璃的冲蚀性能及损伤形貌[J]. 郝贠洪,雅茹罕,李慧,赵呈光. 材料导报. 2018(08)
[9]聚氨酯涂层对Q235钢抗冲击性能的分析[J]. 滕泉,沈景凤,张浩森,程仁政,徐斌,洪彦昆. 中国水运(下半月). 2018(01)
[10]气固两相流作用下工程玻璃的冲蚀性能及损伤机理研究[J]. 郝贠洪,李慧,雅茹罕,赵呈光. 硅酸盐通报. 2017(11)
博士论文
[1]几种典型金属和涂层的冲击磨损机理研究[D]. 王璋.西南交通大学 2018
硕士论文
[1]有机涂层防护体系在不同环境中腐蚀失效关系的研究[D]. 姜麟.北京化工大学 2018
[2]金属装饰涂层耐久性评价方法研究[D]. 许欣.中国建筑材料科学研究总院 2017
[3]FEVE风电叶片涂料的制备及性能研究[D]. 刘义修.北京化工大学 2013
[4]内蒙古西北部地区沥青混合料抗紫外线老化试验研究[D]. 李力.西安建筑科技大学 2013
[5]高性能氟碳涂料的制备及其在建筑钢结构上的应用研究[D]. 朱立新.华东理工大学 2011
[6]岩石、混凝土材料的接触损伤及冲击球压法评价研究[D]. 岳汉威.中国建筑材料科学研究总院 2010
[7]混凝土材料的接触损伤及球压法无损评价研究[D]. 陈志城.中国建筑材料科学研究院 2001
本文编号：3486996
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