玻璃材料由于因為其獨特的透明性、耐久性以及優(yōu)良的力學(xué)性能而被廣泛應(yīng)用于各類建筑物中,其中由兩片或多片玻璃,在特殊工藝處理后經(jīng)由中間膠層材料粘結(jié)制備而成的夾層玻璃,同時具有玻璃材料的優(yōu)良力學(xué)性能和膠層材料良好的延性和吸能性,在現(xiàn)代建筑中扮演了越來越重要的角色。但是玻璃在沖擊下典型的脆性破壞特征給夾層玻璃結(jié)構(gòu)的設(shè)計和使用以及沖擊模擬帶來了一系列棘手的問題。近幾年新出臺的歐洲地區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范系列對絕大多數(shù)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)承載材料進行了說明,但缺乏玻璃結(jié)構(gòu)相關(guān)設(shè)計信息。直到最近,歐洲規(guī)范編制委員會才通過并開始制定一套專門針對玻璃結(jié)構(gòu)設(shè)計的規(guī)范,但目前仍缺乏玻璃抗沖擊相關(guān)設(shè)計信息。本文旨在基于夾層玻璃材料本構(gòu)關(guān)系和基礎(chǔ)力學(xué)理論的研究,對其在硬物沖擊作用下的安全性能進行系統(tǒng)的分析和研究。文章首先介紹了對夾層玻璃力學(xué)性能理論現(xiàn)有計算方法、國內(nèi)外夾層玻璃設(shè)計規(guī)范及試驗測試和數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀,隨后設(shè)計和實施了夾層玻璃受硬物沖擊試驗,并對試驗結(jié)果展開分析,最后建立夾層玻璃受沖擊有限元模型,通過對典型樣本和工況下的模擬結(jié)果和試驗結(jié)果進行對比,驗證模型準(zhǔn)確性,進而利用該模型分析玻璃面板材料、厚度、膠層材料、夾層玻璃邊... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

夾層玻璃結(jié)構(gòu)示意圖

4(b) 駁接點支式圖 1-2 夾層玻璃邊界支撐示意圖Fig.1-2 Laminated glass boundary support condition(a) edged clamped; (b) bolted 夾層玻璃力學(xué)性能研究綜述建筑夾層玻璃是由一定數(shù)量的單片玻璃經(jīng)由各玻璃原片之間的有機結(jié)而構(gòu)成(圖 1-1)，中間有機層常用 PVB 膠片和 SGP 膠片。脆性突和延展性優(yōu)良的膠片相結(jié)合，使夾層玻璃具有很高的抗沖擊性能和安全性能，不同的損傷狀況如圖 1-3 所示。玻璃發(fā)生破壞大多數(shù)情況下屬于脆性斷裂，當(dāng)面板內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力時壞主要為拉斷，當(dāng)面板內(nèi)部集中為壓應(yīng)力時，主要出現(xiàn)剪切破壞，玻抗壓強度比抗拉程度大十倍左右。

(a)玻璃片脫落 (b)夾層玻璃斷裂 (c)玻璃斷裂但不脫落圖 1-3 夾層玻璃受到?jīng)_擊作用后的損傷狀況Fig.1-3 Failure state of laminated glass on impacta) glass pieces detach; (b) laminated glass fractures; (c) glass breaks but no detach occu分析玻璃受沖擊作用的響應(yīng)時，可將其破壞過程分為三個階段研究：破壞前的彈性階段，其次時裂紋出現(xiàn)、裂縫產(chǎn)生的階段，最后是裂紋擴[4]。玻璃較為典型的宏觀破壞類型時劈裂斷裂，即當(dāng)玻璃出現(xiàn)第一個裂口時，在裂紋尖端或契口表面產(chǎn)生一個最大應(yīng)力： = (式中： 為沖擊破壞后玻璃表面首次產(chǎn)生的契口長度； 為沖擊破壞后面首次出現(xiàn)的裂紋尖端曲率半徑，當(dāng) = 時， = (裂紋開始快速擴展，進而導(dǎo)致玻璃結(jié)構(gòu)整體的斷裂。其中 為斷裂應(yīng)界應(yīng)力。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于聚合模型的汽車風(fēng)擋玻璃沖擊破壞現(xiàn)象研究[D]. 陳順華.華南理工大學(xué) 2016

碩士論文
[1]SGP高應(yīng)變率本構(gòu)及點支式夾層玻璃幕墻爆炸響應(yīng)研究[D]. 姚峰峰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]基于FEM/DEM的頭部撞擊擋風(fēng)玻璃的仿真方法研究[D]. 陳虎.華南理工大學(xué) 2011
[3]三維離散元法的研究及其在汽車玻璃沖擊破壞問題中的應(yīng)用[D]. 雷周.湖南大學(xué) 2007



本文編號：3614774