玻璃鋼是纖維增強復(fù)合材料,其因?qū)崧实汀⒚芏鹊偷葍?yōu)點被運用于低溫工程,玻璃鋼螺紋連接結(jié)構(gòu)已成為低溫工程中起抗壓支撐作用的重要構(gòu)件。由于螺紋連接部位是承載的關(guān)鍵部位,研究在低溫環(huán)境下玻璃鋼螺紋連接的承載能力和可靠性,對低溫工程結(jié)構(gòu)設(shè)計具有指導(dǎo)意義。本文以某大型低溫性能實驗艙的支撐構(gòu)件為應(yīng)用目標(biāo),采用理論分析、仿真分析與試驗分析相結(jié)合的方法,研究玻璃鋼纖維增強復(fù)合材料的螺紋連接結(jié)構(gòu)在-196℃環(huán)境下的承載能力和影響因素。主要研究內(nèi)容如下:1.在分析已有纖維增強復(fù)合材料本體強度理論的基礎(chǔ)上,選用最大應(yīng)力理論作為玻璃鋼螺紋連接強度計算和失效判斷的依據(jù);通過對螺紋連接部位的理論受力分析,分析了玻璃鋼螺紋的變形形式,并推導(dǎo)出各變形公式;結(jié)合傳熱分析理論和熱彈性結(jié)構(gòu)分析了低溫環(huán)境下玻璃鋼螺紋連接承載的熱力耦合過程。2.對環(huán)氧層壓玻璃鋼本體材料分別進行低溫力學(xué)性能和熱性能參數(shù)測試試驗,獲得了玻璃鋼纖維增強復(fù)合材料在低溫-196℃條件下的性能參數(shù),包括拉伸強度、彈性模量、泊松比、剪切強度、熱膨脹系數(shù)等,為仿真分析模型的建立提供準(zhǔn)確的材料基礎(chǔ)參數(shù)。3.建立了一種基于Abaqus的低溫下玻璃鋼螺紋連接承載的... 

【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

低溫性能實驗艙絕熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

諳宋?灘惴較潁?ＡЦ種С胖?牟牧掀灘閌疽饌既繽?1.3 所示。（a）主視圖 （b）俯視圖圖 1.3 層壓玻璃鋼支撐柱材料鋪層示意圖1.3 國內(nèi)外研究動態(tài)1.3.1 玻璃鋼的材料性能研究在低溫條件下，玻璃鋼的材料性能包括基本物理性能、力學(xué)性能以及熱性能三個方面。其中，用于表征玻璃鋼基本物理性能參數(shù)主要為密度，力學(xué)性能參數(shù)包括拉伸強度、壓縮強度、彈性模量、泊松比、剪切強度及模量，熱性能參數(shù)包括比熱容、熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)，通過測試試驗獲取玻璃鋼的各項性能指標(biāo)，可以為低溫環(huán)境下玻璃鋼有限元模擬提供參考依據(jù)。目前已有相關(guān)學(xué)者研究了玻璃鋼的部分基本特性，并測試了其部分參數(shù)。孫衛(wèi)娟[5]通過室溫和井溫條件下的拉伸試驗得到了纖維纏繞角度為 45°的纏繞玻璃鋼在室溫和井溫下的極限抗拉強度和軸向彈性模量。周祝林[6]通過三點外伸梁彎曲法測量了常溫下層壓玻璃鋼的層間剪切模量。黃家康、張春堂[7]對單向纖維的模壓玻璃鋼、纏繞玻璃鋼的低溫 77K 和常溫狀態(tài)下的抗壓強度和導(dǎo)熱系數(shù)。陳曉燕[8]利用穩(wěn)態(tài)法測試了玻璃鋼在-180℃~-170℃之間的導(dǎo)熱系數(shù)。上海交通大學(xué)的徐列[9]對無磁玻璃鋼這類多層復(fù)合材料在-120℃~20℃之間的線膨脹系數(shù)進行了試驗測量。張小蘋[10]運用理論計算法對玻璃鋼的密度進行了估算。美國國家標(biāo)準(zhǔn)局的 M.B.Kasen[11]和 Schramm.R.E[12]、牛津大學(xué) Rutherford 實驗室的纖維鋪層方向支撐柱軸向纖維層面纖維鋪層方向

豎直向下的拉力 Fi+2的作用；內(nèi)螺紋上的第 i 個牙受到第 i-1 個牙的豎直向下壓力 Fi-1的作用以及第 i+1 個牙豎直向上的壓力 Fi+1的作用，第 i+1 個牙受到i個牙的豎直向下的壓力Fi的作用以及第i+2個牙豎直向上的壓力Fi+2的作用。含外螺紋的柱 1 在軸向力的作用下發(fā)生了拉伸變形，載荷通過嚙合的螺紋牙傳至內(nèi)螺紋，內(nèi)螺紋則發(fā)生了軸向的壓縮變形。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]高壓天然氣非金屬玻璃鋼管承載能力與應(yīng)用研究[D]. 南發(fā)學(xué).西南石油大學(xué) 2011
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碩士論文
[1]內(nèi)凸式螺紋管管程流動與傳熱過程數(shù)值模擬研究與熵產(chǎn)特性分析[D]. 陳嘉璐.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]自適應(yīng)蓮子剝殼去心一體機設(shè)計與研究[D]. 譚澤華.湘潭大學(xué) 2016
[3]樹脂混凝土與鋼之間界面剪切性能研究[D]. 周新偉.武漢理工大學(xué) 2015
[4]高強度螺栓的應(yīng)力分析及結(jié)構(gòu)疲勞強度優(yōu)化[D]. 林曉龍.東北大學(xué) 2012
[5]大冶鐵礦玻璃鋼錨桿支護的應(yīng)用研究[D]. 鄒常富.武漢科技大學(xué) 2012
[6]油井管接口螺紋力學(xué)行為和磁化過程研究[D]. 姚榮榮.中國石油大學(xué) 2008
[7]金屬環(huán)件熱輾擴宏微觀變形三維熱力耦合有限元分析[D]. 歐新哲.西北工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號：3390869