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环境因素影响下金属面夹芯板力学性能研究

更新时间:2022-12-01   点击次数:267次

随着世界工业化的不断发展,金属面夹芯板的应用范围变得越来越广泛,包括建筑墙面板、屋面板和飞机与轮船的重要板件。其优越的轻质,高强度,安全可靠性能得到了人们的广泛认可。在上个世纪五十年代,金属面夹芯板仅用于航空航天领域,自上世纪七十年代以来,金属面夹芯板就已经开始应用于国外的建筑工程,我国自改革开放以来,金属面夹芯板的应用也逐渐增多。 在金属面夹芯板正常使用中,其力学性能往往受外界环境因素的影响,包括温度、湿度、阳光辐射、化学与生物作用等。国内外学者已对金属面夹芯板的各项力学性能做过大量研究,但对环境因素影响下的金属面夹芯板力学性能研究还存在诸多不足。本文根据国外相关试验数据和国内实际工程,对金属面夹芯板在时间,温度,湿度,阳光辐射影响下的力学性能进行研究。 本文利用能量法推导金属面夹芯板抗弯承载力公式(皱曲强度公式),在考虑芯材弹性模量随芯材厚度变化的情况下,建立抗弯承载力和芯材垫层应力(芯材抗拉与抗压强度)的关系,根据国外对金属面夹芯板的试验数据,分析在长期环境作用下夹芯板抗拉强度变化的机理与规律,结合推导所得金属面夹芯板的抗弯承载力与芯材抗拉强度的关系式,将长期环境因素的影响考虑到金属面夹芯板抗弯承载力中,并通过试验数据验证该公式的可靠性,该公式比现行金属面夹芯板规范更全面与安全的考虑环境因素与时间的影响,并为分析金属面夹芯板发生皱曲时的跨中挠度与外表面控制温度提供理论。 结合实际工程中金属面夹芯板的破坏情况,对金属面夹芯板承受短期环境因素作用进行试验研究,根据工程特点,在试验中模拟工程中端部约束作用,分析在环境因素与端部约束共同作用下金属面夹芯板的力学性能。推导与模拟在短期环境因素作用下,金属面夹芯板板面应力与跨中挠度的计算公式,求解金属面夹芯板发生皱曲时的跨中挠度与板面控制温度公式,从而能更加贴合实际的分析使用过程中金属面夹芯板的力学性能,对存在破坏危险的板件及时采取措施。