1. 前言
現(xiàn)實(shí)生活中窗在風(fēng)壓的作用下受到損壞或掉下的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，所以對(duì)受風(fēng)壓影響的窗進(jìn)行力學(xué)分析非常必要。如果用流體力學(xué)理論對(duì)窗的撞擊進(jìn)行分析，計(jì)算過(guò)程非常麻煩，而且得出的結(jié)果多為逼近法，需經(jīng)過(guò)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證。本文從動(dòng)力學(xué)角度，根據(jù)剛體定軸旋轉(zhuǎn)和剛體碰撞理論進(jìn)行分析，再結(jié)合靜力學(xué)理論，推導(dǎo)出在風(fēng)的作用下旋轉(zhuǎn)軸和聯(lián)接受力零件的強(qiáng)度校核公式;并以常用產(chǎn)品的實(shí)際參數(shù)為例子，按佛山地區(qū)38m 高度的基本風(fēng)壓，計(jì)算出受力零件實(shí)際承受的強(qiáng)度，計(jì)算結(jié)果顯示：受力零件實(shí)際承受的強(qiáng)度小于許用強(qiáng)度，零件沒(méi)有受到破壞，說(shuō)明50 年一遇的基本風(fēng)壓對(duì)受力零件不會(huì)產(chǎn)生破壞，受力零件的選材、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和螺釘固定聯(lián)接方式都符合日常使用要求。但現(xiàn)實(shí)生活中窗在風(fēng)作用下有損壞和掉下現(xiàn)象，筆者認(rèn)為原因有三個(gè)：第一受到了更高風(fēng)壓的作用;第二沒(méi)有控制好自攻螺釘固定孔的開孔工藝尺寸;第三沒(méi)有合理選擇自攻螺釘?shù)囊?guī)格。
2. 各種窗型開啟狀態(tài)下受風(fēng)壓的影響
2.1.2 窗扇與撐擋扇上部件碰撞的力學(xué)計(jì)算
把整窗扇當(dāng)成剛體，窗扇繞合頁(yè)軸定軸旋轉(zhuǎn)，建立繞定軸旋轉(zhuǎn)的剛體的力學(xué)模型，如圖1：
3.2 本文得出三種窗型在風(fēng)壓作用下關(guān)鍵部件的強(qiáng)度校核公式，可根據(jù)當(dāng)?shù)仫L(fēng)壓和窗型等實(shí)際數(shù)據(jù)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度值，同時(shí)與該零件材質(zhì)的許用強(qiáng)度值進(jìn)行比較，判斷出門窗是否存在損壞或脫落的隱患。
3.3 本文得出的關(guān)鍵零部件的強(qiáng)度校核公式，可以運(yùn)用于產(chǎn)品研發(fā)階段的設(shè)計(jì)計(jì)算。根據(jù)當(dāng)?shù)仫L(fēng)壓、窗型尺寸、零件的材質(zhì)等條件，計(jì)算出受力零件的尺寸，確保設(shè)計(jì)的可靠性，提高研發(fā)效率。
3.4 重視螺孔尺寸與螺釘長(zhǎng)度的選用。用于聯(lián)接用的自攻螺釘孔，一定要嚴(yán)格按照要求控制開孔的工藝尺寸。對(duì)于自攻螺釘長(zhǎng)度的選擇，以螺釘桿部剛好露出板厚為最佳，此時(shí)螺孔磨損最小，與螺釘配合最緊密。但實(shí)際工程操作中，螺孔尺寸偏大、自攻螺釘過(guò)長(zhǎng)現(xiàn)象經(jīng)常可見，這樣大大降低了自攻螺釘?shù)逆i緊力，特別在風(fēng)吹窗扇產(chǎn)生碰撞、震動(dòng)的情況下，因型材厚度一般只有1.4mm，自攻螺釘很容易松動(dòng)，這現(xiàn)象日積月累，窗扇脫落的可能性非常大。
4. 結(jié)論
國(guó)內(nèi)外報(bào)道，在風(fēng)作用下，窗掉下砸人事件時(shí)有發(fā)生，給人們?cè)斐珊艽蟮膿p失，對(duì)社會(huì)造成不良的影響。所以當(dāng)人離開家外出時(shí)，要關(guān)好窗，以免風(fēng)對(duì)窗造成破壞或脫落。
