动荷载作用下预测玻璃板破坏强度和破坏时间的一种改进模型——Ⅱ.参数确定及验证

对浮法玻璃,确定了文献[1]中修正的单层玻璃板动态裂纹破坏模型的未知参量。先假定了玻璃板中的裂纹长度服从四种分布,将四种分布与不同的裂纹密度和裂纹最大长度组合模拟玻璃的破坏时间,通过与试验的对比得出四种分布对应的最优裂纹密度和最大裂纹长度;运用四种分布及对应的裂纹密度和最大裂纹长度,计算了玻璃板的破坏应力,经过与试验对比确定出裂纹长度分布。用确定参数后的模型预测了玻璃板的破坏应力和破坏时间,并将改进模型的计算结果与试验值和已有模型的计算结果进行了对比分析,对比表明改进模型能较准确地预测破坏应力和破坏时间。最后用确定的参量模拟了爆炸荷载下玻璃板的破坏时间,模拟结果与试验结果吻合较好。

动荷载作用下预测玻璃板破坏强度和破坏时间的一种改进模型——Ⅰ.理论

基于已有的玻璃破坏模型,首先运用蒙特卡洛法模拟裂纹的随机性,然后应用有限元软件计算玻璃板的应力,并综合考虑裂纹的动态扩展以及不同材料玻璃板的表面预压力,最后根据裂纹长度和裂纹破坏应力之间的迭代关系式,建立了一种修正的单层玻璃板动态裂纹破坏模型。由此改进模型通过循环计算,可计算出大量玻璃试件的破坏应力和破坏时间,从而得到玻璃板破坏应力和破坏时间的累计概率分布。模型验证对比表明,该改进模型可较好地用于动荷载作用下玻璃板的破坏分析预测,且不受玻璃板形状和边界条件的限制。

基于等效荷载GFPM法的玻璃承载能力分析

为了解建筑玻璃的承载能力,基于等效荷载的玻璃破坏预测模型GFPM(Glass Failure Predict Model)方法,结合有限元软件编制GFPM计算程序并进行了验证,详细研究了玻璃板尺寸,如玻璃板的厚度、长宽比以及面积对玻璃板承载能力的影响。研究结果表明:(1)玻璃板厚度越大,其破坏概率越小,也即玻璃板的承载能力越强。(2)玻璃板面积越大,其破坏概率越大,说明其承载能力越弱。(3)在相同的破坏概率下,随着玻璃板面积的加大,其破坏荷载也会变小。(4)当荷载较小时,玻璃板长宽比越大,其破坏概率也越小,说明其承载能力越强;当荷载较大时,玻璃板长宽比越大,其破坏概率也越大,表明其承载能力越弱。