脆性材料鏡面的超薄塑性切削機(jī)理及技術(shù)的研究

脆性材料鏡面如紅外鍺透鏡、光學(xué)透鏡和反射鏡等的加工，是發(fā)展國防尖端技術(shù)的重要關(guān)鍵，過去都用研磨拋光，不僅效率低且精度不易保證，非球曲面的加工問題更為突出。本課題提出用超薄塑性切削實(shí)現(xiàn)脆性材料鏡面加工的新方法，將研究脆性—塑性切削的轉(zhuǎn)換機(jī)理、脆性材料實(shí)現(xiàn)超薄塑性切削的條件和優(yōu)化切削工藝。填補(bǔ)國內(nèi)空白有重大理論和實(shí)用意義。 2100433B

本項(xiàng)目針對(duì)開口超薄壁型鋼構(gòu)件彈塑性畸變屈曲機(jī)理及其設(shè)計(jì)理論中若干關(guān)鍵問題進(jìn)行研究，主要包括開口超薄壁型鋼構(gòu)件彈塑性畸變屈曲機(jī)理及其分析理論、協(xié)調(diào)變形模式下考慮畸變屈曲和局部屈曲相關(guān)作用的一體化分析理論、畸變屈曲與局部屈曲相關(guān)作用分析理論、以及開口超薄壁型鋼構(gòu)件畸變屈曲臨界條件和有效控制措施。目前，項(xiàng)目已完成全部預(yù)訂研究計(jì)劃，部分工作開展了更為深入的研究。 首先，本項(xiàng)目完成了冷彎薄壁型鋼構(gòu)件軸壓（S350試件繞弱軸失穩(wěn)19個(gè)，繞強(qiáng)軸失穩(wěn)4個(gè)；LG550試件繞弱軸失穩(wěn)44個(gè)，繞強(qiáng)軸失穩(wěn)19個(gè)）和偏壓試驗(yàn)（S280試件荷載偏向腹板11個(gè)，偏向卷邊10個(gè)，繞強(qiáng)軸失穩(wěn)37個(gè)；S350試件荷載偏向腹板19個(gè)，偏向卷邊7個(gè)，繞強(qiáng)軸失穩(wěn)7個(gè)；LG550試件荷載偏向腹板14個(gè)，偏向卷邊16個(gè)，繞強(qiáng)軸失穩(wěn)18個(gè)），揭示了冷彎薄壁型鋼開口截面構(gòu)件的失穩(wěn)破壞模式，為畸變屈曲受力性能分析提供了堅(jiān)實(shí)的試驗(yàn)基礎(chǔ)。 其次，本文基于能量法，提出局部屈曲和畸變屈曲相關(guān)屈曲的分析方法，得出了畸變屈曲彈性及彈塑性屈曲應(yīng)力的計(jì)算公式以及畸變屈曲半波長的計(jì)算公式，提出了不考慮腹板相關(guān)作用的邊緣加勁板件的屈曲穩(wěn)定系數(shù)，并分別考慮最大應(yīng)力作用于卷邊側(cè)和最大應(yīng)力作用于腹板側(cè)的情況。比較分析表明，該系數(shù)表達(dá)式具有很好的精度和適用性，且與現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》的處理方法相一致。同時(shí)，也可方便地對(duì)畸變屈曲和整體失穩(wěn)相關(guān)作用的承載力進(jìn)行分析計(jì)算。在此基礎(chǔ)上，對(duì)于卷邊槽形截面構(gòu)件，采用有效寬度法，建立了同時(shí)考慮畸變屈曲、整體屈曲和局部屈曲的承載力統(tǒng)一計(jì)算方法。 最后，基于上述理論，對(duì)控制畸變屈曲發(fā)生的構(gòu)造措施及設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了試驗(yàn)研究和理論分析，提出了不同基本構(gòu)件不發(fā)生畸變屈曲時(shí)對(duì)卷邊尺寸的要求限值，驗(yàn)證了在構(gòu)件的卷邊間加設(shè)綴板以控制畸變屈曲發(fā)生的有效性及設(shè)計(jì)原則，對(duì)工程設(shè)計(jì)具有重要指導(dǎo)意義。 基于課題研究成果，已發(fā)表英文期刊論文1篇、錄用1篇；中文期刊論文3篇、錄用3篇。培養(yǎng)博士生1名、碩士生4名。研究成果為正在修編國家標(biāo)準(zhǔn)《冷彎型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》（GB50018）、國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《低層冷彎薄壁型鋼房屋建筑技術(shù)規(guī)程》（JGJ227-2011）及上海市地方標(biāo)準(zhǔn)《輕型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（DG/TJ08-2089-2012）所采納。 2100433B

開口超薄壁型鋼構(gòu)件由于截面板件寬厚比大且存在部分加勁板件，失穩(wěn)模式復(fù)雜，可能發(fā)生彎曲、扭轉(zhuǎn)、彎扭等整體失穩(wěn)，及板件的局部屈曲，橫截面的畸變屈曲，其中畸變屈曲相對(duì)復(fù)雜，且各種模式存在明顯相互作用。我國現(xiàn)行冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范對(duì)于畸變屈曲無明確設(shè)計(jì)方法，也無相應(yīng)控制措施和臨界條件判定方法。本文擬針對(duì)開口超薄壁型鋼構(gòu)件彈塑性畸變屈曲機(jī)理及其設(shè)計(jì)理論中若干關(guān)鍵問題進(jìn)行研究，主要包括：①開口超薄壁型鋼構(gòu)件彈塑性畸變屈曲機(jī)理及其分析理論；②協(xié)調(diào)變形模式下考慮畸變屈曲和局部屈曲相關(guān)作用的一體化分析理論；③畸變屈曲與整體屈曲相關(guān)作用分析理論；④開口超薄壁型鋼構(gòu)件畸變屈曲臨界條件和有效控制措施。研究成果將為開口超薄壁構(gòu)件考慮畸變屈曲影響下的承載力分析提供系統(tǒng)理論支撐，為完善我國開口、大寬厚比截面型鋼構(gòu)件相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，推進(jìn)其在我國建筑鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，具有重要理論意義和實(shí)用價(jià)值。