真空平板玻璃风荷载应力研究

论文摘要

真空玻璃作为二十一世纪新型透光保温材料以其优良的抗老化性能、保温性能、可见光透过和红外光反射性能而独占鳌头。对真空平板玻璃展开系统的研究,使其在未来的节能降耗领域发挥巨大作用,其中研究真空平板玻璃在外界自然环境作用下的应力是当前主要的研究工作。本文的研究对于真空玻璃在实际运用过程中有一定的实用价值,对于真空玻璃在我国的研究和推广,有一定的社会和经济价值。本文对真空平板玻璃在风荷载条件下作了系统的、详实的理论研究和实验研究,对真空平板玻璃特有的支撑结构进行了支撑应力场研究,同时,成功地测试出了真空平板玻璃在风荷载作用下的最大和最小应力点。支撑结构应力的研究对优化真空平板玻璃的支撑结构,增加其强度和可靠性,提高其使用寿命,都具有重要意义。(1)本文对真空平板玻璃实际工作环境进行了模拟,得出了外部风速可改变真空平板玻璃应力分布的结论,这对于材料测试标准中环境参数的制定提供了重要的依据。(2)运用Matlab软件进行编程,在程序提示下,通过输入真空平板玻璃风压计算所需的参数值,得出真空玻璃所承受的风压。(3)用结点法及单、重三角级数法建立真空平板玻璃应力分布数学模型。(4)本文用有限元法分析已建立的数学模型,利用ANSYS软件分析整块真空玻璃的应力应变场,得出了精确的应力分布彩图,直观地表达了真空平板玻璃在封边处、支撑处、支撑柱之间的连线中点处等重要部位的应力分布,并得出理论计算与软件分析基本一致的结果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 真空平板玻璃相关问题的国内外研究进展
• 1.1.1 真空玻璃的制造研究进展
• 1.1.2 透光保温材料的研究进展
• 1.1.3 平板形玻璃的相关应力研究进展
• 1.2 课题所研究意义、方法及内容
• 1.2.1 本课题研究意义
• 1.2.2 本课题研究方法
• 1.2.3 本课题主要研究内容
• 第二章 真空平板玻璃上的风荷载研究
• 2.1 风荷载基本理论
• 2.1.1 平均风荷载
• 2.1.2 脉动风荷载
• 2.2 真空平板玻璃上的风压与风振力
• 2.2.1 作用在真空平板玻璃上的风振力表达式推演
• z 的求解'>2.2.2 风振系数β_z的求解
• 2.2.3 风荷载取值
• 2.3 真空平板玻璃风压计算在计算机上的实现
• 2.4 小结
• 第三章 真空平板玻璃的风荷载应力分析与计算
• 3.1 真空平板玻璃的基本结构及支撑粒平面布置情况
• 3.2 计算模型的建立
• 3.2.1 计算方法
• 3.2.2 真空平板玻璃简化模型按四边简支的重三角级数解
• 3.2.3 算例分析
• 第四章 试验研究及数据处理
• 4.1 试验研究
• 4.1.1 试验仪器
• 4.1.2 试验方案
• 4.2 测点布置
• 4.3 试验结果与分析
• 4.3.1 试验结果
• 4.3.2 应力计算方法
• 4.3.3 应力计算结果
• 4.3.4 应力分布特征
• 第五章 真空平板玻璃的有限元分析
• 5.1 有限元法及ANSYS 软件简介
• 5.2 真空平板玻璃的网格划分
• 5.3 玻璃的有限元模型
• 5.4 真空平板玻璃推导的计算公式
• 5.4.1 玻璃弯曲问题的有限元理论
• 5.4.2 有限元列式
• 5.4.3 主应力云图
• 5.5 研究结果
• 第六章 结论与建议
• 参考文献
• 致谢
• 发表论文