建筑玻璃板在爆炸荷载下的破碎性能(Ⅱ)——试验验证

与本文相关的另一篇系列论文对建筑玻璃板在爆炸荷载下的玻璃碎片飞溅进行了理论推导,最终得到了用于评估玻璃碎片危害范围的简化模型。为了验证该理论模型的准确性,进行8mm厚普通平板玻璃的静力材性试验及其在600g、800g、1200g和1600gTNT炸药下的现场野外爆炸试验。通过压力传感器采集爆炸冲击波的压力时程;利用高速相机对玻璃碎片的破碎与飞溅过程进行抓拍,得到不同炸药当量下玻璃碎片的抛射速度;对各个荷载工况下玻璃板破碎后散落在房间内的玻璃碎片进行人工收集,得到玻璃碎片的距离分布。通过试验数据与理论模型的对比分析,得到理论模型中的调整系数,最后通过试验中玻璃碎片最大飞溅距离与理论模型得到的飞溅距离的对比,验证了用于玻璃碎片危害范围评估的理论模型的准确性。

爆炸荷载作用下建筑玻璃的破碎分析

采用传统的基于侵蚀算法的单元删除法模拟玻璃裂纹的生成时,由于单元删除造成的质量损失及能量不守恒,体系的控制方程不再成立,导致数值模拟结果准确性不高.为此,基于有限元显式动力分析软件LS-DYNA,提出了模拟爆炸荷载作用下玻璃裂纹产生的节点分离法,可避免单元的删除,保证体系的控制方程成立.分别采用节点分离法与单元删除法对某现场爆炸试验中玻璃板的破碎进行数值模拟,对比模拟结果发现,节点分离法得到的碎片最大抛射速度、最远抛射距离以及玻璃破碎形态与试验吻合得更好,从而验证了节点分离法的准确性.此外,采用统计学方法对两种方法下数值模拟结果的玻璃碎片尺寸分布、抛射速度分布以及抛射距离分布进行了详细统计.结果表明:两种方法下,随着爆炸比例距离的减小,生成的小碎片越多,抛射速度越大,抛射距离越远;节点分离法在模拟玻璃小尺寸碎片方面更具优越性.

建筑夹层玻璃在冲击荷载下的破坏研究概述

世界各地恐怖主义爆炸袭击和各种爆炸事件呈上升趋势,爆炸给人类及建筑物造成极大的伤害和破坏。据统计,爆炸中大多数人员伤亡是由建筑玻璃破碎的碎片造成的。目前已对建筑夹层玻璃在冲击等荷载下的破坏强度、动力响应、安全性及经济性等方面进行了某些研究,有关其在爆炸冲击荷载下的性能研究还处于初步阶段,试验和有限元数值模拟成为其主要研究手段。对抗爆玻璃性能、研究分析方法及冲击荷载作用下建筑夹层玻璃的破坏研究现状做了较全面的综述。

爆炸冲击荷载下玻璃幕墙建筑抗爆研究

近年来,针对建筑物的恐怖爆炸袭击不断发生,使得抗爆玻璃研究成为人们关注的热点。文中对抗爆玻璃在冲击荷载下的研究分析方法、性能研究的现状及设计方法做了较全面的综述。

爆炸荷载作用下浮法玻璃碎片飞散的模拟

高速飞行的玻璃碎片会对人员造成极大的危害。对爆炸荷载作用下浮法玻璃碎片的飞散进行了模拟研究。首先采用DYNA有限元软件,在选用合适的玻璃材料模型后,对节点分离法模拟裂纹开裂的可行性进行验证。结果表明,该方法可以反应裂纹开裂的特性和玻璃材料的脆性。接着采用上述方法对爆炸荷载下玻璃碎片飞散进行了模拟。通过模拟发现玻璃在爆炸波作用下迅速发生破碎,并产生正向运动的飞散碎片,还会产生部分反向运动的玻璃碎片。模拟飞散破坏情况基本与实验高速摄影结果一致,得到的碎片飞散速度也与试验值吻合较好。最后分析得到了玻璃碎片的速度累积概率曲线。通过该曲线可以方便地得出碎片飞散速度的范围,判断出反向运动碎片的比例。对比不同TNT当量的碎片速度累积概率曲线发现,正向运动的玻璃碎片速度随着TNT当量的增大而增大,而反向运动碎片的比例不断减小,但却不等于零。这说明总会有少量的碎片反向运动,这一比例最终稳定在3%左右。

爆炸荷载下建筑玻璃的破坏研究综述

恐怖主义爆炸袭击和各种爆炸事件的发生,给人类及建筑物造成极大的伤害和破坏,其中大多数人员伤亡是由建筑玻璃破碎的碎片造成的。因此,抗爆玻璃性能的研究成为人们关注的热点。本文对抗爆玻璃结构、研究分析方法及爆炸荷载下建筑玻璃的破坏研究现状做了较全面的综述。