本文選題：PVB夾層玻璃　切入點：冰雹　出處：《青島理工大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：PVB夾層玻璃作為汽車玻璃的首選,其防沖擊的能力和對沖擊作用的動態(tài)響應問題是重要的夾層玻璃研究內(nèi)容。PVB夾層的加入,使得夾層玻璃的動態(tài)響應問題不再是簡單的單一各向同性的板面受沖擊的問題,并且一般情況下由于PVB夾層與兩側玻璃的彈性模量相差至少三個數(shù)量級,也不能簡單的看做疊合板的沖擊問題。本文主要基于ABAQUS軟件,對受冰雹沖擊的等效玻璃板和夾層玻璃進行了模擬,結合一定的理論分析和數(shù)值模擬,從定量的角度分析了在冰雹垂直沖擊作用下的夾層玻璃上的沖擊點的動態(tài)響應問題,還定性的分析了各種其他角度沖擊和多次沖擊夾層玻璃的應力波傳播問題。本文通過對夾層玻璃中心受冰雹垂直沖擊的模擬,對比了夾層玻璃上沖擊點處的撓度與等效玻璃上沖擊點處的撓度,對比發(fā)現(xiàn)夾層玻璃上的撓度變化更多的傾向于波的情況,而且應力波在夾層玻璃厚度方向上的傳遞具有延遲性,且沖擊過后的PVB夾層上的應力遠遠小于兩側玻璃上的應力,因此在夾層玻璃未發(fā)生沖擊破壞時,主要靠夾層兩側的玻璃來承受冰雹沖擊作用所帶來的應力。且通過模擬等效玻璃板受冰雹沖擊的過程與夾層玻璃的模型相比對,得出工程上采用的夾層玻璃的等效厚度來校核設計的方法對沖擊作用來說是極其不準確的。同時,將夾層玻璃在模型中分別設置為四周簡支約束和四周固支約束,提交計算后發(fā)現(xiàn),兩種情況下的夾層玻璃上的應力分布和沖擊點處的撓度并沒有區(qū)別。通過對夾層玻璃受多個冰雹錯落沖擊的模擬,得到了當多個冰雹在不同時間錯落沖擊夾層玻璃不同沖擊點的沖擊過程,結果發(fā)現(xiàn)在該過程中,區(qū)別于夾層玻璃受單次沖擊的情況,夾層玻璃的背面玻璃不分布應力,PVB夾層上的應力也比正面玻璃上小三個數(shù)量級以上,沖擊所造成的應力幾乎全部分布在夾層玻璃的正面玻璃上,由此得出結論,如果想提高夾層玻璃的抵抗連續(xù)多處沖擊的性能可以通過增厚直接接觸沖擊物體的正面玻璃來實現(xiàn),由于在沖擊發(fā)生以后夾層玻璃板的四個邊界上的應力大,在此模型中還輸出了沿邊界處的應力曲線。本文還對夾層玻璃上同一點處受二次沖擊進行了模擬,得知了PVB夾層上的粘性耗散能有效阻擋了多次沖擊造成的應力疊加。同時在所有的仿真中還可以得到結論,夾層玻璃板受到?jīng)_擊時,四個直角處的應力整體最小,因此也最安全。最后,本文在仿真的基礎上對文中所做的重要且復雜的仿真模擬做了可信度分析,其一是利用理論上的玻璃板模型受冰雹沖擊后沖擊點處的撓度值曲線與夾層玻璃的等效玻璃板的仿真模型輸出的撓度結果進行比對,其二是利用ABAQUS使用手冊上的模型質(zhì)量評估方法對本文中的仿真模型進行能量平衡的檢驗,最終結果表明,文中的仿真模型可信度高,具有準確性。
[Abstract]:PVB laminated glass is the first choice of automotive glass. Its impact resistance and dynamic response to impact are the important research contents of laminated glass. The dynamic response of laminated glass is no longer a simple problem of single isotropic plate being impacted, and in general, the elastic modulus of PVB sandwich is at least three orders of magnitude different from that of both sides of glass. In this paper, based on ABAQUS software, the equivalent glass plate and laminated glass affected by hail are simulated, combined with certain theoretical analysis and numerical simulation. The dynamic response of impact point on laminated glass under vertical hail impact is analyzed quantitatively. The propagation of stress wave in laminated glass with other angles and multiple shocks is also analyzed qualitatively. In this paper, the vertical impact of hail on the center of laminated glass is simulated. The deflection at the impact point on the laminated glass is compared with that at the impact point on the equivalent glass, and it is found that the deflection on the laminated glass is more inclined to Yu Bo. Moreover, the transfer of stress wave in the direction of the thickness of laminated glass is delayed, and the stress on the PVB interlayer after impact is much smaller than that on both sides of glass, so when the laminated glass is not damaged by impact, It mainly relies on the glass on both sides of the sandwich to withstand the stress caused by the hail shock. And by simulating the process of the equivalent glass plate being hit by the hail, it is compared with the model of the laminated glass. It is concluded that the method of checking and designing the equivalent thickness of laminated glass used in engineering is extremely inaccurate for the impact action. At the same time, the laminated glass is set in the model as four week simple support constraint and four week clamping constraint respectively. After submitting the calculation, it is found that there is no difference between the stress distribution on the laminated glass and the deflection at the impact point in the two cases. The impact process of multiple hail at different impact points of laminated glass at different time is obtained. The results show that the impact process is different from that of single impact on laminated glass in this process. The stress on the PVB interlayer is more than three orders of magnitude smaller than that on the front glass, and the stress caused by impact is almost all distributed on the front glass of the laminated glass. If we want to improve the resistance of laminated glass to continuous multiple impact, it can be achieved by thickening the front glass of the impact object directly, because the stress on the four boundaries of the laminated glass plate is large after the impact occurs. The stress curves along the boundary are also outputted in this model, and the secondary impact on the laminated glass at the same point is also simulated in this paper. It is known that the viscous dissipation energy on the PVB intercalation effectively prevents the stress superposition caused by multiple shocks. At the same time, it can be concluded in all the simulations that the stress at the four right angles of the laminated glass plate is the smallest when the laminated glass plate is impacted. Therefore, it is also the safest. Finally, on the basis of simulation, this paper makes a credibility analysis of the important and complex simulation done in this paper. The first is to compare the deflection curve between the theoretical glass plate model and the equivalent glass plate model of laminated glass. The other is to test the energy balance of the simulation model by using the model quality evaluation method in the ABAQUS manual. The final results show that the simulation model in this paper has high credibility and accuracy.
【學位授予單位】：青島理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TQ171.1;U463.835

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