点支式钢化和夹胶玻璃板的循环疲劳试验研究

为研究四点支承玻璃板在循环荷载作用下的力学性能,对采用浮头式驳接头点支承的8块钢化玻璃板和15块夹胶玻璃板进行了板中心集中力加载疲劳破坏试验,并观测了循环荷载作用下玻璃板中心点的挠度和关键点的动静态应力变化.试验表明:钢化玻璃在循环荷载作用下的循环荷载-板中心挠度曲线呈弱非线性,随着荷载循环次数的增加其抗弯刚度没有明显变化;夹胶玻璃在循环作用下的荷载-板中心挠度曲线与试验环境温度有关,在温度低于15℃时无滞回环,而温度在22～30℃范围内时,则有明显的滞回环;夹胶玻璃的等幅循环加载荷载-板中心挠度曲线在循环初期挠度随着循环次数的增加而逐渐增大,但循环次数超过5×104后,板中心挠度几乎不随循环次数的增加而变化.点支式钢化玻璃和夹胶玻璃经过5×105次循环加载后,卸载至零,再进行静载破坏试验,其静载抗弯承载力没有降低,表明钢化玻璃和夹胶玻璃抗疲劳性能很好.     

冲击致损的夹层玻璃板开裂后的静载强度

选用混合浮法和钢化玻璃的双层和三层夹层玻璃,并采用单种SentryGlas~@Plus (SGP)或混合SGP/聚乙烯醇缩丁醛(PVB)胶层,对5组15块冲击致损后的夹层玻璃板进行静载试验.通过分析试件的荷载-挠度关系,研究玻璃裂纹模态、胶层性能对夹层玻璃开裂后强度的影响.试验结果显示:底层玻璃的裂纹模态对夹层玻璃构件的承载方式起着决定性作用;相比于钢化玻璃,浮法玻璃能形成"更有利的碎片形状",因而能形成更好的传力路径并显著影响夹层玻璃的开裂后强度;对于双层夹层玻璃,底层为浮法玻璃的开裂后强度比底层为钢化玻璃的开裂后强度高46.5%;对于三层夹层玻璃,采用混合SGP和PVB胶层时开裂后强度仅为采用双层SGP的37%;从破坏模式而言,前者破坏后出现中心贯穿,呈现不利的脆性破坏特征,而SGP/PVB混合夹层玻璃则增加了样本的延性,充分发挥了胶层的性能.     

夹板式单层玻璃板面外受弯承载性能试验研究

为了了解不同类型夹板约束玻璃板和点支式在面外载荷作用下受弯的全过程中,应力和位移的发展以及极限破坏载荷,以试验为基础,结合有限元方法,对该类玻璃板进行了研究,并给出了玻璃板载荷位移以及最大主应力载荷的全过程曲线:比较了夹板约束玻璃板和点支式玻璃板受力性能的不同;通过试验数据验证了有限元方法应用于玻璃板承载力验算的有效性.试验表明,夹板式玻璃板和点支式玻璃板在面外受弯下位移和应力与面外载荷是线性关系;对于相同的玻璃板,节点连接方式不同,其破坏载倚可能有较大的差别;将节点区最大应力作为整体最大应力的控制点是合适的.     

点支式单层和夹层玻璃板的疲劳性能试验

玻璃板在风荷载作用下易发生脆性疲劳破坏,研究其疲劳性能对实际玻璃幕墙设计有指导作用。该文对点支式单层和夹层玻璃板单元的足尺模型进行了高频疲劳试验。在幕墙规范和静载试验的基础上,确定了点支式玻璃的疲劳应力幅值,以大面中心主应力为控制应力制定出疲劳荷载取值,对单层和夹层2组玻璃模型进行了大面中心集中力单点加载疲劳试验。结果表明:在疲劳循环200万次后,试件及其连接均未出现断裂。在疲劳加载后的静载破坏试验中发现:2组玻璃的极限抗弯承载力几乎没有减弱。试验表明:工程中应用的单层和夹层点支式玻璃具有良好的抗疲劳性能。     

燃煤电厂FRP排烟筒筒体对接接头的结构优化

为了优化燃煤电厂悬挂式玻璃纤维增强塑料(FRP)排烟筒筒体之间对接接头连接结构,采用理论计算分析以及对FRP筒体双搭接结构试验件进行拉伸实验的方法,分别研究了搭接区域的厚度、倒角结构和筒体末端预胶接对FRP排烟筒对接接头的拉伸强度、破坏载荷以及破坏形式的影响。结果表明:接头连接试验件的拉伸强度随着搭接区域厚度的增加呈现先增加后减小的趋势,破坏载荷先增加后趋于稳定,当搭接区域厚长比达到8.5%时,拉伸强度和破坏载荷达到最大值;搭接区域倒角结构和接头末端预胶接能够提高接头连接件的拉伸强度和破坏载荷;随着搭接区域厚度的增加,接头连接试验件的破坏形式出现纤维断裂破坏、搭接区域剥离破坏和被连接件的剪切分层破坏。最后,建议FRP排烟筒接头采用倒角和预胶接结构形式,以提高排烟筒的整体受力性能。     

四点支承异形中空玻璃板抗弯性能的有限元分析

各种形状的点支式玻璃越来越多地应用于工程中,但现行规范（程）规定的计算办法只适用于计算矩形玻璃.进行了点支式异形中空玻璃板受弯承载试验,分析了位移、应力的分布特点.同时分析了中空层的承载特点,通过迭代计算使用有限元方法得到了与试验测值较吻合的结果.并指出,点支式平行四边形中空玻璃承受均布荷载时,板心与长边边缘中点处的位移均比较大,板面最大主拉应力出现于长边中点处.     

建筑外层玻璃幕墙结构振动台试验研究

建筑造型与周边环境的协调已成为建筑师追求的新时尚,各种材料及样式的玻璃幕墙已用在建筑的外装修上,为此我国对建筑幕墙抗震性能制定了振动台试验方法。为考核玻璃幕墙与其连接件以及整个点支式建筑幕墙系统的抗震性能,对一种采用新型材料和新型连结方式的点支式建筑幕墙结构进行了振动台试验研究。试验结果表明：单层及夹胶玻璃肋以及整个点支式建筑幕墙系统均有足够的抗震安全性。     

面内受弯玻璃板的承载及稳定性试验研究

面内受弯玻璃板的最大应力点通常出现在相对薄弱的边缘处,当缺少足够的侧向支承时,会发生整体失稳而破坏。该文在面内受弯玻璃板极限承载试验基础上,分析了这种构件的破坏过程,分析了跨高比对面内受弯玻璃板静力承载性能的影响和玻璃板的稳定问题,得到了结构的屈曲后荷载位移曲线。结果表明,面内受弯玻璃板会发生极值点失稳,其破坏由屈曲荷载控制,屈曲荷载的大小随着玻璃板高跨比的增加而呈线性增大。计算所得屈曲荷载小于试验测值。该结果为考虑稳定问题的面内受弯玻璃板极限承载力设计提供了依据。     

面内剪力作用下点支承玻璃承载性能的试验研究

为研究面内剪力作用下点支承玻璃板的承载性能,采用沉头式、浮头式连接方式的玻璃板各3件,施加面内均布荷载直至破坏,量测了玻璃板上关键点的应力变化,记录了点支承玻璃板的破坏过程。试验现象表明,玻璃板在面内剪力作用下发生平面外变形,使其承载能力下降了70%以上。在单独剪力作用下,点支承玻璃板破坏由孔边应力控制,而大面中心及板边中点的应力则较小。该研究为进一步改进点支承玻璃的设计方法提供了依据。     

中空玻璃板单向冷弯力学行为试验及数值研究

冷弯成型法是一种新的具有良好应用前景的曲面玻璃幕墙建造方法,为研究中空玻璃板冷弯后的力学响应,对中空玻璃板进行单向冷弯试验研究,考虑了不同冷弯曲率、玻璃厚度及空腔厚度对中空玻璃板的主应力分布、主应力变化以及层间相对滑移的影响,在试验的基础上对冷弯中空玻璃板进行了有限元数值模拟。研究结果表明,中空玻璃板冷弯时在各玻璃面上产生的主应力分布不均匀,最大主应力发生于外凸面长边中点,该表面最可能产生破坏应力,间隔条的约束作用使内表面的主应力极值点位置发生偏移;冷弯曲率对玻璃冷弯主应力和层间位移的影响最显著,而空腔厚度以及玻璃厚度的影响较小;所采用的有限元建模方法和材料参数能较好地模拟试验结果,数值稍偏保守。研究成果可为曲面中空玻璃幕墙冷弯成形法的设计和施工提供参考。     

基于DEM的两层结构夹层玻璃冲击破坏特性研究

使用自主开发的三维离散元方法(DEM)仿真分析软件,研究了普通夹层玻璃和两层结构夹层玻璃的冲击破坏特性.假定基本等厚的普通夹层玻璃板和两层结构夹层玻璃板均被四周固定,一高速刚性冲击子撞击普通夹层玻璃任一侧的中心和两层结构夹层玻璃两侧的中心.利用三维DEM分别对以上三种情况的冲击破坏过程进行数值模拟,获取各种情况下的冲击子最大冲击力和贯穿能.研究结果表明:作为汽车前挡玻璃,两层结构夹层玻璃比普通夹层玻璃具有更好的安全性.     

薄壁槽钢受压承载力计算的有效宽厚比法

介绍一种考虑薄壁槽钢受压局部屈曲后强度的有效宽厚比法.并在槽形截面腹板非均匀受压的屈曲后强度分析的基础上,对腹板及翼缘的有效宽厚比进行了列表计算,以供修订规范及设计计算参考.     

夹层玻璃结构的抗鸟撞分析

抗鸟撞设计是飞机设计过程中一个复杂、关键的步骤.通过建立SPH-FEM耦合的鸟撞夹层结构数值计算模型,分析由常用的航空透明材料,如无机玻璃、聚氨酯（PU）、聚碳酸酯（PC）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）组合构成的夹层玻璃（板）风挡的鸟撞响应.PU、PC和PMMA的材料参数通过材料各自的准静态、动态试验结果得到.在有限元软件LS-DYNA中计算夹层结构的鸟撞过程,得到夹层结构的破坏失效过程,并分析不同材料组成的夹层结构的抗鸟撞性能.发现由无机玻璃和高分子聚合物组成的夹层结构的抗鸟撞性能最佳.     

含分层复合材料层合板的高阶有限元分析方法

本文以勒让德（Ｌｅｇｅｎｄｒｅ）多项式逼近位移场沿板厚度方向的变化规律，考虑了含分层损伤复合材料层合板分层区域的横向剪应力分布，对层合板分层区域的刚度进行了修正，并在此基础上建立了分析含分层损伤复合材料层合板的高阶有限元模型，编制了相应的计算程序，分析了分层损伤对复合材料层合板弯曲变形和应力的影响。     

钢结构构件抗断裂分析理论与实用方法研究

结构钢材的韧性随温度降低而下降,其破坏形态也由塑性屈服向脆性断裂转变,构件的承载力也由强度控制变为材料的韧性控制.本文以裂纹尖端张开位移(CTOD)为指标试验研究了钢结构低温断裂行为,并提出了基于CTOD指标的钢结构防脆断设计方法.研究表明,该方法以考虑裂纹扩展而提高部分的最大承载能力作为构件的承载力,引入了温度和厚度对钢材断裂韧性的影响,通过裂纹扩展量的参数使设计方法与试验结果相吻合.     

异形,变厚度纤维增强层合板弯曲问题分析的有限条法

采用亚参条法分别将有限薄条法及有发厚条法由规则外形结构推广到不规则外形结构；还提出了一种模型，用于描述弹性常数矩阵随坐标的变化，并由此得到了变厚度纤维增强层合板的一种有限条解法，将若干算例的结果与有限元法做了对比，结果表明，本文方法能够满足工程应用的精度要求。     

双曲壳结构复合材料的热临界屈曲温度分析

以双曲壳结构复合材料为研究对象,利用有限元Block-Lanczos研究分析法对复合材料层合双曲壳结构在温度场下热屈曲行为进行研究,并研究了复合材料层合双曲壳铺层厚度、边界条件、纤维方向等对临界屈曲温度的影响。结果表明:在均匀温度场下复合材料层合双曲壳临界屈曲温度与边界条件、铺层厚度、纤维方向有密切关系并成一定规律分布。通过对复合材料双曲壳结构的热屈曲性能分析,为复合材料结构设计和实际工程应用提供了一种有效的分析及建模方法。     

CFRP对称铺层环形法兰连接拉伸刚度计算方法

为计算碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced plastic，CFRP)对称铺层环形法兰连接的拉伸刚度，基于圆板对称弯曲和经典层合板理论提出一种考虑环向支撑、材料各向异性和撬力作用系数的计算方法。在制备过程中，采用预浸料手工铺设和模压成型的方法成型试件，而后开展了3组不同法兰板厚度（2.2，3.0，3.8 mm）连接件轴向拉伸试验。通过对比理论计算值与试验结果，验证了计算方法的正确性，误差均不大于13.61%。通过理论模型分析影响因素，结果表明：拉伸刚度随法兰板厚度、外径和内径的增大而增大，随螺栓所在的半径变大而减小；改变螺栓位置对于拉伸刚度的提升比改变法兰板内外径更显著，当螺栓位置由90 mm调整至85 mm时，拉伸刚度提升59.54%。     

阶跃式多元变参数振动钻削叠层复合材料的加工精度

针对叠层复合材料的微小孔加工，提出了阶跃式多元变参数振动钻削新方法。在钻入、钻中、交互区和钻出的多区段钻削模型基础上，分析了产互区的分厚切削特性、自然分屑行性和多倍分离断屑特性。以入钻定位误差、孔扩量、出口毛刺高度作为钻削过程质量评价指标，进行了多元正交多项式回归优化试验。结果表明，阶跃式多元变参数振动粘销显著提高了孔的加工精度，是实现叠层复合材料微小孔加工的一种有效的优化加工方法。