复合冰材料升华性能及其对冰壳受力性能影响研究

发布时间：2024-03-28 02:20

　　大跨度复合冰壳结构作为近些年发展起来的一种新型冰雪结构,从建造材料、建筑造型和建造技术多个方面拓展了传统冰雪结构的边界,并具有薄壳结构空间受力合理、节约材料等优点,因而在寒地冰雪产业和人们日益关注的极地开发等领域具有很好的发展潜力。在室外低温下,大跨度复合冰壳结构表面时刻发生的冰升华作用,会导致结构厚度逐渐变薄和分布不均匀,甚至使结构出现穿孔破坏,严重影响了冰壳结构的使用安全和长期力学性能。随着复合冰壳结构逐渐向着更大跨度的方向发展,这种升华作用的影响将变得更为突出。为掌握大跨度复合冰壳结构表面升华的规律和分布情况,从而为今后的大跨度复合冰壳结构的设计和维护工作提供必要支持,本文结合理论分析、试验观测和数值模拟等多种研究手段,对冰壳结构表面升华的模拟方法及其应用展开研究。主要包括以下几方面内容:(1)系统开展了复合冰材料的升华性能试验研究。以纯冰在真空条件下的HK方程为基础,通过进行室内单因素控制试验,研究并建立了大气压强、风速和掺合料对冰升华的影响模式。通过室外自然环境下的升华试验,对室内试验成果进行了补充、验证和修正。通过数值模拟的手段,建立了太阳辐射强度对冰升华的影响模式。最终,...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1“鱼跃”复合冰壳作为一种薄壳结构，大跨度复合冰壳

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-1-第1章绪论1.1研究背景冰雪结构是以冰、雪作为主要建造材料的一种古老的建筑结构形式，因其具有取材方便、清洁可持续以及观赏和使用功能兼备等优点，近年来在高纬度寒冷地区发展迅猛，被越来越多地应用于各种冰雪景观工程之中。大跨度复合冰薄壳结构作为一种新....

图1-2“冰餐厅”复合冰壳结构对其截面厚度的改变十分敏感，微小

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-1-第1章绪论1.1研究背景冰雪结构是以冰、雪作为主要建造材料的一种古老的建筑结构形式，因其具有取材方便、清洁可持续以及观赏和使用功能兼备等优点，近年来在高纬度寒冷地区发展迅猛，被越来越多地应用于各种冰雪景观工程之中。大跨度复合冰薄壳结构作为一种新....

图1-3冰壳厚度变化曲线[4]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-2-致结构的厚度逐渐变薄，形态发生改变，严重时甚至会出现服役期结构穿孔破坏的情况[5]。升华所导致的冰壳结构这种厚度不均、变薄的问题，会严重影响结构的使用安全和长期力学性能，不仅给大跨度冰壳结构的设计与分析工作带来了新的问题，而且也给冰壳结构服役期....

图1-4升华导致结构穿孔破坏

滨工业大学工学硕士学位论文-2-致结构的厚度逐渐变薄，形态发生改变，严重时甚至会出现服役期结构穿孔破坏的情况[5]。升华所导致的冰壳结构这种厚度不均、变薄的问题，会严重影响结构的使用安全和长期力学性能，不仅给大跨度冰壳结构的设计与分析工作带来了新的问题，而且也给冰壳结构服役期间的....

本文编号：3940855