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点支式玻璃幕墙是二十世纪六十年代开发出来的,由玻璃、金属连接件、支承结构和密封材料有机组成的一种新型幕墙结构安装体系,在其整个使用寿命期内主要是承受大小和方向随机变化的风荷载作用,结构一直处于微振动环境下工作。
纵观国内外的发展现状,点支式玻璃幕墙研究与应用还处于起步阶段,其疲劳破坏机理及可靠性分析与评估的研究工作开展较晚,有关点支式玻璃幕墙与金属连接件的组拼单元的疲劳性能研究尚未开展,因此有必要开展对点支式玻璃幕墙疲劳破坏的理论与试验研究。
本文以点支式玻璃幕墙的重要组成单元一金属连接件为研究对象,对其疲劳性能进行了研究。主要内容如下:
对疲劳断裂理论知识进行了分析总结,研究了有限单元法的基本知识,提出了对金属连接件进行有限元建模的简化原则和具体处理办法。
在理论研究的基础上,采用SolidWorks软件对金属连接件进行了有限元建模,并用大型通用有限元程序ABAQUS计算了金属连接件的静应力和静应变值,这为后面进行疲劳寿命估算提供了“几何条件”。同时,总结了用疲劳有限元软件对金属连接件进行疲劳寿命分析的具体方法,估算了该类型金属连接件的疲劳寿命。
进行了3个驳接爪和3个驳接头的单轴拉一拉变幅疲劳试验,研究了变幅加载下金属连接件疲劳寿命的差异。试验中记录了试件的应变、轴向变形、疲劳寿命等数据;描绘了荷载—变形曲线、应变—荷载曲线、变形—循环次数曲线。
最后,对全文做了总结,指出点支式玻璃幕墙金属连接件疲劳方面有待进一步研究的问题。