气凝胶复合玻璃抗弯性能研究
发布时间：2022-09-29 15:58
二氧化硅气凝胶是一种新型超级绝热纳米多孔无机材料,它具有优异的隔声、防火性能,是用于制造超保温节能门窗的理想新材料。但由于气凝胶材料力学性能的不足,单一气凝胶材料不适合在实际工程中应用。目前,应用于建筑门窗中的气凝胶玻璃都是气凝胶材料与玻璃组成的复合材料门窗。本文研究的气凝胶复合玻璃是气凝胶颗粒与玻璃组成的复合材料,该复合玻璃在不改变现有中空玻璃构造的基础上,将二氧化硅气凝胶颗粒填充于两块玻璃之间,从此大幅度提升玻璃的保温隔热性能。气凝胶复合玻璃作为一种新型建筑材料,为了在实际工程中更好的推广其应用,需要对气凝胶复合玻璃进行系统完善的理论分析。本文主要研究了四边简支气凝胶复合玻璃在横向均布风荷载作用下的抗弯性能以及在外荷载作用下复合玻璃外、内片玻璃之间的共同工作状态。主要的研究工作如下:（1）根据气凝胶复合玻璃的构造特点,对其受力变形做了基本假设,将其内、外片玻璃板的弯曲变形简化成叠层玻璃板的弯曲变形,在此假设基础上推导了适用于气凝胶复合玻璃的荷载分配设计方法。（2）对气凝胶复合玻璃进行了均布荷载作用下的抗弯试验,总结了不同因素对气凝胶复合玻璃的抗弯性能的影响。将试验结果与基于叠层玻璃...
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 气凝胶材料的特性
1.3 气凝胶玻璃的工程应用
1.3.1 气凝胶镀膜玻璃
1.3.2 整块状气凝胶玻璃
1.3.3 颗粒气凝胶填充玻璃
1.4 气凝胶复合玻璃抗弯性能研究现状
1.5 其他复合夹层玻璃的抗弯性能研究
1.5.1 中空玻璃抗弯性能的研究
1.5.2 夹层玻璃抗弯性能的研究
1.6 本文的主要工作
第二章 气凝胶复合玻璃的构造及其抗弯设计方法
2.1 气凝胶复合玻璃的构造组成
2.2 建筑玻璃的材料性质以及破坏形式
2.3 建筑有框玻璃抗风压设计方法
2.3.1 半经验公式法
2.3.2 解析法
2.4 气凝胶复合玻璃抗弯设计方法
2.4.1 气凝胶复合玻璃的承载特点
2.4.2 气凝胶复合玻璃叠层板假设
2.5 本章小结
第三章 气凝胶复合玻璃抗弯性能的试验研究
3.1 试验方案
3.1.1 试验试件的选择
3.1.2 试验设备
3.1.3 加载方案
3.1.4 测点布置
3.1.5 试验数据的选取
3.2 气凝胶复合玻璃试验结果分析
3.2.1 不同中间层厚度
3.2.2 不同外、内片玻璃厚度比
3.2.3 试验中的特殊情况
3.2.4 与叠层板抗弯模型设计方法对比
3.3 叠层玻璃试验结果分析
3.3.1 与叠层板抗弯模型设计方法的计算值比较
3.3.2 叠层玻璃试验与气凝胶复合玻璃试验的比较
3.4 对气凝胶复合玻璃抗弯设计方法的建议
3.5 本章小结
第四章 气凝胶复合玻璃的有限元研究
4.1 气凝胶复合玻璃的弹性基础模型
4.2 气凝胶复合玻璃的有限元模型
4.2.1 有限单元的选取
4.2.2 气凝胶复合玻璃弹性基础模型的建立
4.3 有限元模型的分析
4.3.1 外荷载的分配
4.3.2 有限元模型的承载特点
4.4 弹性基础有限元模型分析结果与试验结果的比较
4.4.1 模型的参数确定
4.4.2 跨中挠度值的比较
4.4.3 跨中弯曲应力的比较
4.5 有限元算例
4.5.1 中间层厚度不同对荷载分配的影响
4.5.2 内外片厚度不同对荷载分配的影响
4.5.3 密封胶层作用对荷载分配的影响
4.6 本章小结
结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]SiO2气凝胶材料的制备、性能及其低温保温隔热应用[J]. 张志华,王文琴,祖国庆,沈军,周斌,连娅. 航空材料学报. 2015(01)
[2]新型力学性能增强二氧化硅气凝胶块体隔热材料[J]. 邵再东,张颖,程璇. 化学进展. 2014(08)
[3]柔性氧化硅气凝胶隔热复合材料的制备和性能[J]. 冯坚,冯军宗,姜勇刚. 宇航材料工艺. 2012(02)
[4]气凝胶薄膜制备的研究进展[J]. 杨丽修,吴会军,王欢,丁云飞. 材料导报. 2011(S2)
[5]SiO2气凝胶的研究现状与应用[J]. 马荣,童跃进,关怀民. 材料导报. 2011(01)
[6]四边简支夹层玻璃受弯承载力试验研究及有限元分析[J]. 陶志雄,张其林,陈俊,陈峻,谢步瀛. 建筑结构学报. 2010(10)
[7]点支式中空夹层玻璃板受弯承载性能分析[J]. 马赢,石永久,王元清,罗忆,徐悦. 武汉理工大学学报. 2008(05)
[8]点支式中空玻璃板承载性能的有限差分法分析[J]. 马赢,石永久,王元清. 清华大学学报(自然科学版). 2006(03)
[9]点支式中空玻璃承载性能的有限元分析[J]. 马赢,石永久,王元清. 应用力学学报. 2006(01)
[10]三点支承中空玻璃抗弯性能试验与数值分析[J]. 马赢,王元清,石永久,杨威. 建筑科学与工程学报. 2005(02)
本文编号：3682885
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 气凝胶材料的特性
1.3 气凝胶玻璃的工程应用
1.3.1 气凝胶镀膜玻璃
1.3.2 整块状气凝胶玻璃
1.3.3 颗粒气凝胶填充玻璃
1.4 气凝胶复合玻璃抗弯性能研究现状
1.5 其他复合夹层玻璃的抗弯性能研究
1.5.1 中空玻璃抗弯性能的研究
1.5.2 夹层玻璃抗弯性能的研究
1.6 本文的主要工作
第二章 气凝胶复合玻璃的构造及其抗弯设计方法
2.1 气凝胶复合玻璃的构造组成
2.2 建筑玻璃的材料性质以及破坏形式
2.3 建筑有框玻璃抗风压设计方法
2.3.1 半经验公式法
2.3.2 解析法
2.4 气凝胶复合玻璃抗弯设计方法
2.4.1 气凝胶复合玻璃的承载特点
2.4.2 气凝胶复合玻璃叠层板假设
2.5 本章小结
第三章 气凝胶复合玻璃抗弯性能的试验研究
3.1 试验方案
3.1.1 试验试件的选择
3.1.2 试验设备
3.1.3 加载方案
3.1.4 测点布置
3.1.5 试验数据的选取
3.2 气凝胶复合玻璃试验结果分析
3.2.1 不同中间层厚度
3.2.2 不同外、内片玻璃厚度比
3.2.3 试验中的特殊情况
3.2.4 与叠层板抗弯模型设计方法对比
3.3 叠层玻璃试验结果分析
3.3.1 与叠层板抗弯模型设计方法的计算值比较
3.3.2 叠层玻璃试验与气凝胶复合玻璃试验的比较
3.4 对气凝胶复合玻璃抗弯设计方法的建议
3.5 本章小结
第四章 气凝胶复合玻璃的有限元研究
4.1 气凝胶复合玻璃的弹性基础模型
4.2 气凝胶复合玻璃的有限元模型
4.2.1 有限单元的选取
4.2.2 气凝胶复合玻璃弹性基础模型的建立
4.3 有限元模型的分析
4.3.1 外荷载的分配
4.3.2 有限元模型的承载特点
4.4 弹性基础有限元模型分析结果与试验结果的比较
4.4.1 模型的参数确定
4.4.2 跨中挠度值的比较
4.4.3 跨中弯曲应力的比较
4.5 有限元算例
4.5.1 中间层厚度不同对荷载分配的影响
4.5.2 内外片厚度不同对荷载分配的影响
4.5.3 密封胶层作用对荷载分配的影响
4.6 本章小结
结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]SiO2气凝胶材料的制备、性能及其低温保温隔热应用[J]. 张志华,王文琴,祖国庆,沈军,周斌,连娅. 航空材料学报. 2015(01)
[2]新型力学性能增强二氧化硅气凝胶块体隔热材料[J]. 邵再东,张颖,程璇. 化学进展. 2014(08)
[3]柔性氧化硅气凝胶隔热复合材料的制备和性能[J]. 冯坚,冯军宗,姜勇刚. 宇航材料工艺. 2012(02)
[4]气凝胶薄膜制备的研究进展[J]. 杨丽修,吴会军,王欢,丁云飞. 材料导报. 2011(S2)
[5]SiO2气凝胶的研究现状与应用[J]. 马荣,童跃进,关怀民. 材料导报. 2011(01)
[6]四边简支夹层玻璃受弯承载力试验研究及有限元分析[J]. 陶志雄,张其林,陈俊,陈峻,谢步瀛. 建筑结构学报. 2010(10)
[7]点支式中空夹层玻璃板受弯承载性能分析[J]. 马赢,石永久,王元清,罗忆,徐悦. 武汉理工大学学报. 2008(05)
[8]点支式中空玻璃板承载性能的有限差分法分析[J]. 马赢,石永久,王元清. 清华大学学报(自然科学版). 2006(03)
[9]点支式中空玻璃承载性能的有限元分析[J]. 马赢,石永久,王元清. 应用力学学报. 2006(01)
[10]三点支承中空玻璃抗弯性能试验与数值分析[J]. 马赢,王元清,石永久,杨威. 建筑科学与工程学报. 2005(02)
本文编号：3682885
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