温度及轴向载荷对油管接头力学特性影响研究

1

作者 王锡军 薛小宁 +5 位作者 孙莹 初炳军 王佳 张开强 姚力萍 汤历平 《焊管》 2024年第11期18-25,33,共9页

为了研究温度及轴向载荷对油管接头力学特性的影响,针对S13Cr油管创建3-1/2 in(88.9 mm)油管接头三维结构模型和有限元仿真模型,开展不同温度和不同轴向载荷对油管接头连接强度和密封性的影响以及受力特性分析。结果表明,随着温度增加,... 为了研究温度及轴向载荷对油管接头力学特性的影响,针对S13Cr油管创建3-1/2 in(88.9 mm)油管接头三维结构模型和有限元仿真模型,开展不同温度和不同轴向载荷对油管接头连接强度和密封性的影响以及受力特性分析。结果表明,随着温度增加,油管接头整体最大等效应力增加,螺纹应力也明显增大;随着拉伸载荷的增加,拉伸载荷会抵消部分预紧力,等效应力和接触压力呈现减小的趋势;随着轴向压缩载荷的增加,螺纹台肩处等效应力和接触压力呈现增大的趋势,台肩处的应力较高且均匀分布,说明台肩处的密封性较好。 展开更多

关键词 油管接头 S13Cr 连接强度 温度 螺纹受力特性

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基于ABAQUS特殊螺纹接头的螺纹参数优化设计 被引量：5

2

作者 胡志立 张垂贵 +3 位作者 李小兵 吴丹 付强 李建亮 《钢管》 CAS 2018年第6期50-57,共8页

利用ABAQUE有限元仿真软件分析Ф244.48 mm×11.99 mm规格某特殊螺纹接头,研究不同螺纹参数对其结构完整性和密封完整性的影响,并优化特殊螺纹接头参数。优化后的特殊螺纹接头参数为:螺距4～5牙/in,承载面角度-4°～-3°,... 利用ABAQUE有限元仿真软件分析Ф244.48 mm×11.99 mm规格某特殊螺纹接头,研究不同螺纹参数对其结构完整性和密封完整性的影响,并优化特殊螺纹接头参数。优化后的特殊螺纹接头参数为:螺距4～5牙/in,承载面角度-4°～-3°,导向面角度10°～25°,鼻端长度13～20 mm,密封面采用锥面/弧面配合。分析认为:优化后的螺纹接头模型具有良好的连接强度和优异的密封性能,其螺纹接头性能优于国内某特殊螺纹接头和国际某典型特殊螺纹接头。 展开更多

关键词 特殊螺纹 有限元分析 螺纹参数 密封性能 连接强度

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关于圆螺纹油套管API最佳上扣扭矩合理性的探讨 被引量：13

3

作者 王治国 刘甫清 唐豪清 《宝钢技术》 CAS 2001年第2期60-64,共5页

在圆螺纹油套管的API设计思想框架内 ,讨论了如何确定最佳上扣扭矩。根据API圆螺纹油套管的设计思想 ,最佳上紧是上扣后正好没有外露扣。然而APIRP 5C1给出的最佳上扣扭矩并不完全对应于这一位置 ,API最佳上扣扭矩与实际需要的上扣扭矩... 在圆螺纹油套管的API设计思想框架内 ,讨论了如何确定最佳上扣扭矩。根据API圆螺纹油套管的设计思想 ,最佳上紧是上扣后正好没有外露扣。然而APIRP 5C1给出的最佳上扣扭矩并不完全对应于这一位置 ,API最佳上扣扭矩与实际需要的上扣扭矩至少有± 2 5%的误差范围。为了能够发挥API圆螺纹油套管的最佳使用性能 ,应该根据油套管的实物情况确定对应于最佳上紧位置的实需最佳上扣扭矩。 展开更多

关键词 API标准 圆螺纹油套管 连接强度 上扣扭矩 最佳上紧

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WSP特殊螺纹接头油井管的研制 被引量：28

4

作者 高连新 张亚勤 +1 位作者 李飞键 张居勤 《石油机械》 北大核心 2003年第9期33-36,7-8,共4页

介绍了WSP特殊螺纹接头的基本结构和设计思想,运用有限元方法,重点论述了密封设计和连接强度设计的方法和准则,并通过全尺寸试验进行了验证。计算和试验结果表明,该接头具有先进的螺纹形式、合理的扭矩台肩和金属/金属密封结构,有效地... 介绍了WSP特殊螺纹接头的基本结构和设计思想,运用有限元方法,重点论述了密封设计和连接强度设计的方法和准则,并通过全尺寸试验进行了验证。计算和试验结果表明,该接头具有先进的螺纹形式、合理的扭矩台肩和金属/金属密封结构,有效地克服了API圆螺纹和偏梯形螺纹的不足,螺纹达到了与管体等强度,气密封能力达到了管体的内壁屈服压力。研究结果可以为开发更多适合油气田实际的特殊螺纹接头油井管提供参考。 展开更多

关键词 特殊螺纹接头 油井管 研制 密封设计 强度设计 有限元分析 全尺寸试验

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提高钻杆接头螺纹强度的有效方法研究 被引量：7

5

作者 苏继军 殷琨 郭同彤 《探矿工程（岩土钻掘工程）》 2005年第8期40-42,共3页

以接触非线性有限元理论为基础,建立了钻杆接头螺纹非线性有限元分析模型。运用大型通用有限元分析软件研究了钻杆接头螺纹外径对其强度的影响规律。研究结果表明,适当增大螺纹外径,可以有效改善接头螺纹内部的应力分布状态,接头螺纹整... 以接触非线性有限元理论为基础,建立了钻杆接头螺纹非线性有限元分析模型。运用大型通用有限元分析软件研究了钻杆接头螺纹外径对其强度的影响规律。研究结果表明,适当增大螺纹外径,可以有效改善接头螺纹内部的应力分布状态,接头螺纹整体强度提高约32%。 展开更多

关键词 绳索取心钻具 钻杆接头 螺纹强度 接触非线性有限元

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两种聚丙烯螺纹节点轴心强度对比试验研究

6

作者 张昊 席晗 +2 位作者 许来彪 申梦涛 刘凯永 《河南科技》 2019年第22期120-121,共2页

试验试件以聚丙烯塑料栓钉与塑料板通过螺纹连接而成。经过在万能试验机上进行拉拔试验,研究在不同螺纹长度下螺纹连接节点和焊接螺纹加强节点的轴心抗拉强度。试验结果表明,不同螺纹长度的两种节点各自关系均为一次函数关系,同时在施... 试验试件以聚丙烯塑料栓钉与塑料板通过螺纹连接而成。经过在万能试验机上进行拉拔试验,研究在不同螺纹长度下螺纹连接节点和焊接螺纹加强节点的轴心抗拉强度。试验结果表明,不同螺纹长度的两种节点各自关系均为一次函数关系,同时在施加焊缝后可使节点承载力提高4.66kN。 展开更多

关键词 聚丙烯 螺纹连接节点 焊接螺纹加强节点 轴心受力

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磨损对套管特殊螺纹强度及密封性能的影响 被引量：2

7

作者 范玮 刘洪涛 +3 位作者 耿海龙 曾努 胡芳婷 孔嫦娥 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期198-202,共5页

套管螺纹接头磨损是影响套管柱密封和结构完整性的重要原因之一。由于套管螺纹接头结构特点复杂,目前对套管螺纹接头在磨损工况下的力学性能研究较少。建立TPCQ套管特殊螺纹的有限元模型,分析内压、外压作用下磨损套管螺纹接头的应力分... 套管螺纹接头磨损是影响套管柱密封和结构完整性的重要原因之一。由于套管螺纹接头结构特点复杂,目前对套管螺纹接头在磨损工况下的力学性能研究较少。建立TPCQ套管特殊螺纹的有限元模型,分析内压、外压作用下磨损套管螺纹接头的应力分布和密封性能。结果表明:螺纹剩余强度随着磨损深度的增加而降低;当磨损深度达到4 mm时,抗内压强度、抗外挤强度和抗拉强度分别下降了22.9%、26.1%和18.2%,此时密封性能参数小于临界密封性参数,螺纹密封有泄漏风险。提出的方法可以量化评价磨损后套管螺纹接头的剩余强度及密封性能,为套管剩余强度评估和套管强度校核提供理论基础和技术依据。 展开更多

关键词 特殊螺纹 套管磨损 剩余强度 套管螺纹接头 密封性能

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一种提高螺栓联接强度的新方法 被引量：4

8

作者 孟兆明.闫德元 郭可谦 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第3期109-112,共4页

根据山本晃教授对螺栓、螺母、螺纹牙受力及其变形研究的成果，导出了该理论条件下受拉螺栓在等载荷受力状态下，当螺栓螺纹采用标准尺寸时，螺母螺纹的螺旋线形状．并依据实用性，从螺母螺纹加工方便考虑，提出了近似等负荷螺纹．

关键词 螺栓 螺母 螺纹联结 强度

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新疆玛湖地区致密油水平井套管螺纹扣型优选 被引量：2

9

作者 舒博钊 赵文龙 +3 位作者 王航 黄永智 张智 祝效华 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期51-56,共6页

为了解决新疆玛湖地区致密油水平井下套管作业过程中的套管螺纹接头断裂失效问题,采用有限元数值模拟方法和全尺寸套管实物试验方法,对比分析了下套管作业上提–下放过程中API-LC长圆扣型和TP-G2特殊扣型套管螺纹接头的连接强度和疲劳... 为了解决新疆玛湖地区致密油水平井下套管作业过程中的套管螺纹接头断裂失效问题,采用有限元数值模拟方法和全尺寸套管实物试验方法,对比分析了下套管作业上提–下放过程中API-LC长圆扣型和TP-G2特殊扣型套管螺纹接头的连接强度和疲劳寿命。数值模拟和试验结果表明,在相同上提拉力或下放压力作用下,TP-G2特殊扣型套管螺纹接头的应力水平明显低于API-LC长圆扣型套管螺纹接头;在相同拉伸–压缩循环交变载荷作用下,TP-G2特殊扣型套管螺纹接头的疲劳寿命约为API-LC长圆扣型套管螺纹接头的6.9倍。研究表明,新疆玛湖地区致密油水平井下套管作业时采用TP-G2特殊扣型套管螺纹接头代替API-LC长圆扣型套管螺纹接头,能够更好地满足现场下套管作业技术需求,提高作业效率。 展开更多

关键词 致密油 水平井 下套管 套管螺纹接头 连接强度 疲劳寿命 扣型优选

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螺距对引信内腔封口螺纹连接强度的影响 被引量：4

10

作者 殷瑱 闻泉 +1 位作者 王雨时 张志彪 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2017年第1期36-41,共6页

针对引信内腔封口连接螺纹强度设计特别是螺距优选问题,对机械设计理论中螺纹应力的计算公式进行推导,提出了考虑到引信连接螺纹端头倒角、允许崩落长度和允许止量规适当进入等情形时引信内腔封口螺纹连接强度的计算方法。该方法在分析... 针对引信内腔封口连接螺纹强度设计特别是螺距优选问题,对机械设计理论中螺纹应力的计算公式进行推导,提出了考虑到引信连接螺纹端头倒角、允许崩落长度和允许止量规适当进入等情形时引信内腔封口螺纹连接强度的计算方法。该方法在分析螺纹牙所受应力时仅需考虑与螺纹直径、螺距和连接长度相关的应力系数,使得计算过程简洁方便,计算结果准确可靠。结果表明:螺距对螺纹强度影响较为敏感,在不考虑螺纹制造误差和连接长度一定且有限的情况下,尽可能选用较小螺距有助于提高强度。螺纹强度校核时仅需考虑弯曲强度和剪切强度而不必校核挤压强度。就螺纹牙所受应力而言,螺纹牙所受剪切应力接近弯曲应力的一半。由于传统引信螺纹零件强度校核时未考虑弯曲强度,也未考虑螺纹牙受力不均、引信通用制造规范允许有螺纹牙崩落和止量规适当旋入等情形,致使螺纹连接强度计算结果过于冒进。 展开更多

关键词 引信 螺纹 螺距 应力分析 连接强度

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基于ABAQUS的特殊螺纹接头优选 被引量：7

11

作者 陈宇杭 练章华 +3 位作者 丁亮亮 于浩 成旭堂 王昊 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第33期14714-14721,共8页

为解决油气井生产作业过程中油管螺纹接头发生断裂和密封失效等问题,通过数值模拟和新的气密封评价方法研究了两种螺纹接头在上扣、轴向拉伸、轴向压缩工况下的连接强度以及复合载荷工况下的密封性能。结果表明:接头上扣后,B型螺纹接头... 为解决油气井生产作业过程中油管螺纹接头发生断裂和密封失效等问题,通过数值模拟和新的气密封评价方法研究了两种螺纹接头在上扣、轴向拉伸、轴向压缩工况下的连接强度以及复合载荷工况下的密封性能。结果表明:接头上扣后,B型螺纹接头连接可靠性更高;在极限载荷1200 kN拉伸和压缩载荷下,两种螺纹接头应力分布差异较小,但部分螺纹接触面发生了明显的应力集中现象;两种螺纹接头的全螺纹长、半螺纹长以及密封面与台肩处的气体密封性能存在差异,二者全螺纹段都具有良好的密封性能,能满足密封要求,但密封面和台肩处存在泄漏风险,会影响油管接头的安全使用。B型螺纹接头连接强度和密封性能优于A型螺纹接头,在实际生产中更加安全可靠。 展开更多

关键词 特殊螺纹 油管接头 有限元 密封性能 连接强度

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工程用钻杆螺纹断裂失效研究 被引量：16

12

作者 管朝晖 杨斌 《机械设计与制造》 北大核心 2009年第12期152-154,共3页

工程用坑道钻机钻杆在孔内受各种载荷作用,包括弯曲、扭转、振动及拉压等,钻进时经常出现钻杆断裂现象,严重影响正常生产。从钻杆接头连接螺纹失效类型分析入手,考虑实际工作载荷对钻杆联结螺纹进行力学分析。基于有限单元法,建立了钻... 工程用坑道钻机钻杆在孔内受各种载荷作用,包括弯曲、扭转、振动及拉压等,钻进时经常出现钻杆断裂现象,严重影响正常生产。从钻杆接头连接螺纹失效类型分析入手,考虑实际工作载荷对钻杆联结螺纹进行力学分析。基于有限单元法,建立了钻杆连接螺纹接触有限元模型,针对Φ42钻杆进行了强度分析,并对钻杆材质进行了断口的形貌、化学成分测量、硬度测量、金相分析,得出钻杆接头螺纹应力偏高,热处理工艺不稳定为钻杆断裂失效的主要原因,研究为进一步优化钻杆结构提供了重要依据,具有重要的理论意义及工程应用价值。 展开更多

关键词 钻杆接头 螺纹 强度 断裂 有限元

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API圆螺纹接头连接强度的影响因素研究 被引量：6

13

作者 朱加强 史交齐 《石油机械》 北大核心 2014年第5期91-95,共5页

API圆螺纹接头经常发生滑脱失效事故，严重影响了这种接头油套管的应用。为此，利用有限元法研究了API圆螺纹接头发生滑脱失效的过程与机理，同时分析了螺纹参数和上扣扭矩对接头连接强度的影响。通过对17个圆螺纹套管接头试样进行全尺... API圆螺纹接头经常发生滑脱失效事故，严重影响了这种接头油套管的应用。为此，利用有限元法研究了API圆螺纹接头发生滑脱失效的过程与机理，同时分析了螺纹参数和上扣扭矩对接头连接强度的影响。通过对17个圆螺纹套管接头试样进行全尺寸试验，对有限元模拟结果进行了验证。试验和计算结果表明，圆螺纹油套管滑脱失效最先发生在啮合大端的第1、第2牙螺纹上，螺纹参数尤其是不匹配的锥度对接头滑脱失效影响很大，同时上扣扭矩也有显著影响。建议将上扣扭矩在API扭矩的基础上再提高（15～20）％，这样有利于接头连接强度的提高。 展开更多

关键词 API圆螺纹接头 连接强度 螺纹参数 上扣扭矩 全尺寸试验

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锯齿形螺纹接头油管连接强度影响因素研究 被引量：5

14

作者 朱加强 吕庆钢 《石油矿场机械》 2014年第9期48-51,共4页

通过有限元方法对锯齿形螺纹接头进行拉伸条件下破坏失效规律研究,同时对螺纹啮合长度和壁厚对连接强度的影响进行了分析,并通过全尺寸试验进行了验证。分析表明:锯齿形螺纹接头断裂强度高于滑脱强度,接头的拉伸失效破坏形式为断裂;螺... 通过有限元方法对锯齿形螺纹接头进行拉伸条件下破坏失效规律研究,同时对螺纹啮合长度和壁厚对连接强度的影响进行了分析,并通过全尺寸试验进行了验证。分析表明:锯齿形螺纹接头断裂强度高于滑脱强度,接头的拉伸失效破坏形式为断裂;螺纹啮合长度对锯齿形螺纹接头连接强度有较大影响;为了保证连接强度,应该上扣到位,保证螺纹啮合长度;管端壁厚和偏心对锯齿形螺纹接头连接强度有显著影响,建议应该控制最小壁厚和偏心度。 展开更多

关键词 锯齿形螺纹 连接强度 有限元 全尺寸试验

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大直径套铣管连接处结构设计及强度分析 被引量：3

15

作者 练章华 赵朝阳 +4 位作者 于怀彬 黄红亮 余大洲 刘朕 王海红 《石油机械》 北大核心 2020年第9期114-120,共7页

针对现有套铣管螺纹连接结构不能满足雄安新区油井工况需求的问题,设计了一种能够满足大直径大扭矩的套铣管专用螺纹(HSTX特殊螺纹)。该特殊螺纹牙型结构采用单台肩螺纹连接方式,其中螺纹采用每英寸3牙的粗牙设计,螺纹锥度为1∶12,螺纹... 针对现有套铣管螺纹连接结构不能满足雄安新区油井工况需求的问题,设计了一种能够满足大直径大扭矩的套铣管专用螺纹(HSTX特殊螺纹)。该特殊螺纹牙型结构采用单台肩螺纹连接方式,其中螺纹采用每英寸3牙的粗牙设计,螺纹锥度为1∶12,螺纹承载面角为3°,导向面角为30°;通过平滑设计,使倒角与轴线成60°,减小了应力集中,大大增强了接头抗疲劳性能。建立了HSTX特殊螺纹有限元模型,详细地分析了拉伸、压缩、扭转以及极限工况下套铣管螺纹受力情况。研究结果表明:随拉伸载荷增加,HSTX特殊螺纹最大接触应力出现在第2扣承载面处,存在疲劳失效风险,在拉伸载荷达到9 000 kN时,套铣管连接处螺纹开始出现塑性贯通失效;当压缩载荷达到5 000 kN时,螺纹接头依然未失效,且该螺纹的最大抗扭强度为223.6kN·m。HSTX特殊螺纹接头连接强度和抗扭强度均可以满足雄安新区套铣作业要求。 展开更多

关键词 套铣管 单台肩 螺纹连接 HSTX特殊螺纹 接头扭矩 抗扭强度

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预应力高强砼管桩螺纹机械连接的设计与试验研究 被引量：1

16

作者 陈义侃 《福建建设科技》 2008年第5期1-4,共4页

预应力砼管桩采用螺纹机械连接,施工快速便捷,质量安全可靠,通过设计计算与试验研究表明,该连接方法完全符合国家标准GB13476-1999和福建省地方标准DBJ13-58-2004的有关技术要求,可供工程使用。

关键词 预应力砼管桩 螺纹机械连接 抗拉抗弯试验 接头受力分析

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非API标准规格BC螺纹连接强度的推荐计算方法 被引量：1

17

作者 吕春莉 黄永智 杨腾飞 《天津冶金》 CAS 2020年第4期24-26,共3页

简要介绍了API TR 5C3标准中关于标准规格的偏梯(BC)螺纹连接强度的计算方法。结合实际设计经验,针对非API标准规格的偏梯螺纹,推荐一种可靠的螺纹连接强度的计算方法。最后,对两种不同的计算方法进行了结果对比,给出了建议,这种推荐计... 简要介绍了API TR 5C3标准中关于标准规格的偏梯(BC)螺纹连接强度的计算方法。结合实际设计经验,针对非API标准规格的偏梯螺纹,推荐一种可靠的螺纹连接强度的计算方法。最后,对两种不同的计算方法进行了结果对比,给出了建议,这种推荐计算方法可供石油套管工程参考应用。 展开更多

关键词 非API标准规格 偏梯螺纹 螺纹连接强度 推荐计算方法

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24”多线螺纹隔水导管接头强度校核 被引量：1

18

作者 宋涛 李振坤 +3 位作者 付辉 杨保健 汤柏松 徐德洋 《石化技术》 CAS 2019年第1期91-92,共2页

海洋钻井隔水管接头设计依据为API Spec 16R,而国内的实验室不满足对实物进行试验,因此,通过理论分析是验证设计是否满足要求的有效手段,本文通过对24"多线螺纹隔水导管接头,对海洋钻井隔水管接头的主要零部件在承受拉伸、弯曲、... 海洋钻井隔水管接头设计依据为API Spec 16R,而国内的实验室不满足对实物进行试验,因此,通过理论分析是验证设计是否满足要求的有效手段,本文通过对24"多线螺纹隔水导管接头,对海洋钻井隔水管接头的主要零部件在承受拉伸、弯曲、内压条件下的强度进行校核计算,以验证是否满足设计要求,对优化设计具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 多线螺纹 隔水导管 接头 强度校核

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圆螺纹套管接头偏心对连接强度影响的分析 被引量：3

19

作者 闫凯 袁野 +2 位作者 杨红兵 卫栋 田新新 《新技术新工艺》 2018年第11期65-67,共3页

针对加工出的圆螺纹套管接头出现的偏心现象进行了分析研究,认为造成其偏心的因素主要是管端弯曲、管端壁厚不均和管端椭圆,并分析了3种因素造成套管接头偏心的程度。根据圆螺纹套管接头强度计算公式,分析了不同情况下引起的套管接头偏... 针对加工出的圆螺纹套管接头出现的偏心现象进行了分析研究,认为造成其偏心的因素主要是管端弯曲、管端壁厚不均和管端椭圆,并分析了3种因素造成套管接头偏心的程度。根据圆螺纹套管接头强度计算公式,分析了不同情况下引起的套管接头偏心对套管接头连接强度的影响。分析结果表明,如果能保证末圈螺纹完整,则接头偏心不会降低圆螺纹套管接头连接强度。最后提出了控制圆螺纹套管接头偏心的建议。 展开更多

关键词 圆螺纹套管 接头偏心 连接强度

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直螺纹连接施工技术 被引量：2

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作者 侯庆俊 《山西建筑》 2008年第8期167-168,共2页

阐述了钢筋等强直螺纹连接技术的优点,结合山西民航机场值班宿舍楼施工实践,介绍了该技术的工艺原理和工艺流程,并对其制作工艺要求和综合效益进行了分析探讨,指出直螺纹钢筋连接技术具有施工方便、综合效益好的优点,值得推广使用。

关键词 直螺纹连接技术 钢筋 力学性能 抗拉强度

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