玻璃球宏细观冲击特性的SHPB试验和耦合数值模拟研究

为研究玻璃球的宏细观冲击特性,该文开展了不同相对密实度玻璃球的一维霍普金森杆(SHPB)冲击试验和离散元-有限差分法耦合数值模拟研究。结果表明:一维冲击荷载下玻璃球经历初始弹性、屈服、颗粒间互锁硬化和颗粒破碎硬化四个阶段。基于耦合数值模拟发现,颗粒平均配位数随着冲击荷载时程不断增加,但增加的速率逐渐下降,其原因是配位数变化取决于孔隙压缩和以旋转为主的颗粒重排,随着试样压缩变形的发展,孔隙压缩和颗粒重排需要克服更大的颗粒间互锁效应,因此逐渐变缓。而试样孔隙率在弹性阶段基本不变,在屈服阶段和互锁硬化阶段近似线性下降,其原因是孔隙率变化受控于颗粒整体移动,弹性阶段颗粒整体移动尚未发展,屈服之后颗粒整体移动产生的孔隙压缩随荷载时程呈线性发展。冲击荷载下,颗粒位移以整体移动为主,相对位移为辅,因此,颗粒位移对试样的初始密实度不敏感。颗粒旋转需要克服周围颗粒的互锁效应,互锁效应取决于试样级配和颗粒粒径,对密实度较敏感。

隔爆外壳视窗抗冲击试验研究

针对隔爆外壳视窗抗冲击试验展开研究。通过理论计算、仿真分析和试验分析,以3种大小的视窗为基础,展开不同厚度的钢化玻璃抗冲击试验,寻找每种规格玻璃满足标准条件的最优值。可为其他隔爆外壳视窗及结构设计提供参考。

冰雹冲击下温室玻璃破损情景数值模拟

为研究温室玻璃的抗冰雹冲击性能,该文采用ANSYS/LS-DYNA软件建立了温室玻璃和随机冰雹的有限元模型。考虑冰雹的随机性,模拟了冰雹冲击温室玻璃的全过程;得到了不同粒径冰雹对温室玻璃的破损效果;研究了冰雹对不同厚度、不同平面尺寸、不同支撑情况的温室玻璃的破损效果;同时,对温室玻璃的抗雹性能进行了评估。结果表明:玻璃板受冰雹群冲击时的破损效果不等于单个冰雹冲击时的简单叠加;4 mm厚的玻璃板基本可以满足大部分玻璃温室的抗雹要求;温室玻璃板长宽比取值建议在1.5左右;通过控制玻璃板支撑条件来提高温室玻璃板的抗冲击性能并不可靠;保证冰雹冲击时玻璃板的整体稳定性,使主体结构不出现大跨度裂纹而形成较大碎片,应是玻璃温室抗雹设计的主要目标。该研究可为温室抗冰雹设计提供参考。

玻璃/环氧圆柱管能量吸收细观机理

研究了玻璃纤维增强环氧圆柱管轴向撞击和准静态压缩下的能量吸收特性。总结了稳态压缩的三种宏观破坏模式 ,即层束弯曲、局部屈曲和横向剪切。从细观角度出发 ,详细研究了不同宏观破坏模式的复合材料圆柱管的能量耗散机理 ,并比较了吸能能力。随着铺设角度增大 ,能量吸收机理由基体控制向纤维与基体共同控制转化 ,因此能量吸收逐渐增大。本文还比较了撞击和准静态下能量吸收的特点。

PP/EPDM/玻璃微珠三元复合材料的仪表冲击分析

考察了室温下ＰＰ／ＥＰＤＭ／玻璃微珠三元复合材料的冲击过程。在不同玻璃微珠含量和填料表面处理等条件下，研究了裂纹扩展力、冲击断裂时间、冲击断裂功等参量的变化规律和相互关系。研究结果表明，随着玻璃微珠体积分数的增大，试样的惯性功呈线性形式增大；采用马来酸酐接枝ＥＰＤＭ，有利于改善其应力分布，提高材料的冲击韧性。

模拟高放废物玻璃固化体冲击试验研究

本研究采用普通固体废物块冲击试验装置,对两种组分模拟高放废物玻璃固化体进行了冲击试验,研究了冲击能量、固化体组分对碎粒粒径分布的影响,估算了单位撞击能量所增加的表面积值,以建立玻璃固化体抗冲击性能的测试试验方法。

多层SGP夹层玻璃受刚体冲击作用的实验研究

多层SentryGlas?Plus(SGP)夹层玻璃在建筑行业被广泛作为承重材料,玻璃在动态冲击下的脆性失效易导致夹层玻璃的承重性能大幅降低,而目前对多层SGP夹层玻璃抗冲击性能的研究数据较少。本研究基于平均最小破坏速度(MMBV)测试方法,对三层SGP夹层玻璃面板展开刚体冲击实验。首先采用高速相机追踪裂纹产生和扩展情况,将夹层玻璃的开裂顺序分成三类,并通过分析其冲击响应,研究开裂顺序、支撑条件和玻璃面板构成对SGP夹层玻璃抗冲击性能的影响。实验结果显示,边缘夹固式夹层玻璃需要更高的平均最小破坏速度来触发玻璃破损,且与驳接点支式试样相比,其碎裂前刚度提高了44%。相比于钢化玻璃,半钢化玻璃碎片在受压状态下可产生更强的锁合机制,从而明显提高试样刚度,平均最小破坏速度则稍有增加。研究还显示动态刚度在破坏后阶段将会显著降低。最后,结合高速相片分析了两类动态脱层特征。

中高速冲击下PVB夹层玻璃开裂及碎片特性研究

研究表明玻璃幕墙、汽车风挡等夹层玻璃受冲击破坏时,玻璃碎片是造成次生伤害的主要因素。采用空气炮冲击试验结合高速摄影及数字图像处理技术,进行夹层玻璃开裂及碎片特性的研究,分析了玻璃和PVB厚度及冲击能量对碎片特性的影响。采用金相显微系统从介观尺度(10^-3 mm)观测开裂及碎片产生过程。结果表明,中高速冲击下PVB夹层玻璃碎片破坏模式具有五个阶段;碎片飞溅速度呈现两个阶段,其主导因素为正面玻璃的抗侵彻强度;扇形碎片飞溅能量具有一个明显的峰值,对于优化夹层玻璃防护性能具有重要意义。

对称与非对称钢化夹层玻璃的抗冲击性能

钢化夹层玻璃的透光性好、安全性能高,广泛应用于汽车、高层建筑等领域。为了研究不同玻璃厚度分布钢化夹层玻璃的抗冲击性能,进行了9种PVB钢化夹层玻璃的落锤冲击实验,分析未破裂状态和破裂状态下钢化夹层玻璃的冲击力、应变和位移随时间的变化规律。同时,利用高速摄像机记录裂纹的产生和扩展情况,分析破裂状态下夹层玻璃的裂纹分布形态。结果表明:钢化夹层玻璃的抗冲击性能与玻璃层数、厚度分布密切相关。双层钢化夹层玻璃中,外层玻璃越厚,内层玻璃越薄,抗冲击性能越好;三层钢化夹层玻璃中,外层玻璃越薄,内层玻璃越厚,抗冲击性能越好。

中空钢化夹层玻璃抗冲击性能的影响因素

使用最小碎裂能方法分析了中空钢化夹层玻璃的面内尺寸和中间空气层厚度对其抗冲击性能的影响,并将实验结果按照首次破碎和再破碎两种状态进行对比。结果表明:在控制空气层厚度相同的情况下,试样首次破碎时,冲击载荷和能量吸收率随着面内尺寸的增加而增大;对于已破碎的试样,600mm×600mm尺寸试样的抗二次冲击能力最强;在控制面内尺寸相同时,两种状态下8mm空气层厚度的试样的承载能力最强。

中空钢化夹层玻璃的动态响应

利用DHR-9401型落锤冲击试验机,结合最小碎裂能方法,研究了中空钢化夹层玻璃的厚度、结构配置对其抗冲击性能的影响,并从冲击力载荷峰值、能量吸收率、应变等方面对影响效应进行评估。实验结果表明:玻璃作为日常生活中的承载结构,其厚度和结构配置对性能有很大影响,在控制试样总厚度相同或不同的前提下,随着冲击层厚度的增加,中空钢化夹层玻璃的抗冲击性能明显提高;在试样总厚度不同的前提下,随着内层玻璃厚度的增加,中空钢化夹层玻璃的承载能力显著提高。

安全玻璃霰弹袋冲击性能全自动试验装置的研究

霰弹袋冲击性能是安全玻璃必须达到的国家强制性标准之安全性能要求。安全玻璃霰弹袋冲击性能全自动试验装置旨在提高该性能检测的效率、提升检测的精确度;装置使用机械化、自动化的方法,精确化了国家标准的检测过程。文章对安全玻璃霰弹袋冲击性能全自动试验装置进行了详细的分析和探讨。

手机主摄像头跌落仿真和优化设计

为有效解决智能手机主摄像头蓝玻璃的脆性开裂问题,开展主摄像头跌落的有限元仿真和高加速度冲击测试,结果表明:在高加速度下产生的碰撞力是导致蓝玻璃开裂的根本原因.优化设计方案有效降低蓝玻璃的应力,解决蓝玻璃的开裂问题.

GFRP增强圆钢管在低速冲击荷载作用下的应变率效应

讨论了玻璃纤维/环氧树脂复合材料(Glass Fiber Reinforced Plastic,GFRP)增强 Q235圆钢管在低速冲击荷载作用下的应变率效应。通过轴压试验和轴向低速冲击试验获得了试件在准静态和低速冲击状态下的力学响应(轴向荷载及轴向位移),为后续仿真工作提供了依据。编写了可以考虑初始失效、损伤演化及应变率效应的 GFRP材料子程序(VUMAT),并基于ABAQUS 对构件的轴压及轴向冲击过程进行了仿真再现。通过仿真将不考虑应变率效应、只考虑钢管应变率效应、只考虑 GFRP 应变率效应、考虑钢管及 GFRP 应变率效应 4 种情况下的结果进行了对比分析。

IEC 62368-1玻璃部件机械强度试验分析

文中依据IEC 62368-1标准规定,分析玻璃部件的机械强度试验,并结合行业知识和自身经验,详细解释有关内容以供参考。

双组分聚氨酯结构胶在玻璃栏杆底部灌封方案优化中的应用

玻璃栏杆因使用部位的特殊性,对其安装牢固及安全要求较高。玻璃栏杆基座底部的灌封,由于相关规范规定较笼统,实际操作方案较多,但都有一定的风险。双组分聚氨酯结构胶Sika Glaze GG-735具有一定的弹性,能够一定程度上实现玻璃栏杆水平和垂直应力的分散性释放,防止了玻璃在受到外力时破裂或者折断的风险。本文介绍了该密封胶的性能特点与认证测试。

汽车夹层玻璃落球性能的影响因素探究

汽车夹层玻璃的力学性能主要通过落球测试进行表征,分为抗穿透性和抗冲击性测试。通过改变PVB中间膜厚度,总结出不同中间膜厚度、球重与临界抗穿透高度之间的函数关系。对比了加入不同质量分数乙酸钾前后的落球试验结果,发现乙酸钾的加入质量分数为0.03%时,落球性能与敲击值最佳。最后,在PVB中间膜厚度为0.76 mm条件下,改变黏结力调整剂类型,分别进行抗穿透、抗冲击和敲击测试,发现最佳且相同摩尔质量的乙酸钾、二乙基己酸镁和二乙基己酸锰3种添加剂制成的PVB中间膜,落球性能与敲击测试合格率最高。

钢球冲击下钢化真空玻璃的失效概率研究

钢化真空玻璃以其优异的隔声、隔热、安全等性能日益受到广泛关注,钢化真空玻璃的抗冲击性能及冲击失效问题有待深入研究。采用有限元软件对钢化真空玻璃冲击过程进行模拟仿真,研究冲击过程玻璃的力学特性;利用试验验证数值模拟钢化真空玻璃落球冲击的可行性;基于可靠度理论,利用MATLAB软件分析落球在不同高度冲击任意位置时钢化真空玻璃失效概率。结果表明,数值模拟结果与试验结果吻合度较高。受冲击影响,玻璃上Tresca应力先是急剧增大,后迅速减小。随落球高度增加,受冲击玻璃上产生的Tresca应力相应增大。钢化真空玻璃被冲击时,冲击以应力波形式向四周传播,在冲击位置出现应力波峰值后,Tresca应力急剧减小。由于静态时钢化真空玻璃上应力分布不均匀,不同位置抗冲击的极限落球高度差别较大,其中支撑位置抗冲击能力最小。在任意高度冲击钢化真空玻璃上的随机位置时,玻璃的失效概率与落球高度正相关。在支撑位置附近,钢化真空玻璃冲击失效的概率大,而在2个支撑物中间部位,落球冲击钢化真空玻璃的失效概率最小。

胶片性能对夹层玻璃抗穿透能力的影响

采用落球冲击法研究了夹层玻璃抗穿透能力,结合形貌观察,初步给出了一个定量测试平均冲击高度(MBH)的方法。对胶片力学性能测试发现,结构一定的夹层玻璃,选用柔性好、本体强度高的胶片更能吸收冲击能量。固定胶片和无机玻璃,改变两者的界面粘结强度,试验发现正拉粘结强度低于4.5MPa,无机玻璃被冲击后的碎片大,MBH较低;适当提高粘结强度,可降低碎片尺寸,有利于增加MBH;进一步将正拉粘结强度提高到9 MPa以上,MBH值反而降低。