發(fā)布時(shí)間：2021-07-12 07:13

　　夾層玻璃在建筑幕墻和結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的應(yīng)用愈加廣泛,然而沖擊荷載下玻璃易脆性特性易引發(fā)安全風(fēng)險(xiǎn),相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范中關(guān)于夾層玻璃抗沖擊設(shè)計(jì)內(nèi)容極為匱乏,其沖擊破壞過(guò)程和機(jī)理缺乏足夠的基礎(chǔ)性研究。本文以PVB和SGP膠層的建筑夾層玻璃為研究對(duì)象,采用落重沖擊實(shí)驗(yàn)和組合有限元-離散元模型分析等手段,對(duì)建筑夾層玻璃沖擊破壞響應(yīng)和機(jī)理展開(kāi)研究。首先,設(shè)計(jì)并加工了一套結(jié)合有高速攝影和動(dòng)態(tài)采集系統(tǒng)的沖擊實(shí)驗(yàn)系統(tǒng);隨后采用最小平均碎裂速度測(cè)試法（MMBV）對(duì)23組83塊足尺PVB和SGP夾層玻璃板進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,測(cè)定了每層玻璃碎裂對(duì)應(yīng)的沖擊能量閾值和沖擊響應(yīng),并利用高速相機(jī)捕捉夾層玻璃起裂和裂紋高速擴(kuò)展過(guò)程;對(duì)夾層玻璃在玻璃層數(shù)、玻璃類(lèi)型和構(gòu)型、玻璃尺寸、支撐條件、膠片厚度這六種設(shè)計(jì)參數(shù)影響下的抗沖擊性能和破壞機(jī)理進(jìn)行分析,確定了碎裂能、碎裂剛度、沖擊力、等效動(dòng)態(tài)剛度和能量耗散行為關(guān)鍵影響因素和規(guī)律;為開(kāi)發(fā)夾層玻璃沖擊破壞數(shù)值模型,首先針對(duì)四類(lèi)常用的數(shù)值方法關(guān)于玻璃沖擊破壞仿真能力的優(yōu)劣性進(jìn)行了系統(tǒng)的對(duì)比研究,確定了適用于夾層玻璃沖擊破壞的仿真分析方法,即FEM/DEM法;其次基于FEM/DEM法開(kāi)發(fā)離散裂紋模... 

【文章來(lái)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(yè)數(shù)】：284 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１玻璃材料在建筑中的典型使用類(lèi)型??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｙｐｉｃａｌ?ｓｅｒｖｉｃｅ?ｔｙｐｅ?ｏｆ?ｇｌａｓｓ?ｍａｔｅｒｉａｌ?ｉｎ?ｂｕｉｌｄｉｎｇ??

對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)影響夾層玻璃抗沖擊性能的重要程度進(jìn)行了排序，結(jié)果顯示底部玻璃類(lèi)型??和厚度對(duì)抗沖擊性能具有決定性作用。Ｚｈａｎｇ等［２８］對(duì)大尺寸木塊沖擊下的浮法夾層玻??璃進(jìn)行了測(cè)試，其木塊由彈簧裝置加速到９?ｍｉ１至３５?ｍｉ１?（圖１－２?（ａ）），對(duì)四種不同??厚度ＰＶＢ膠層的樣本的抗貫穿測(cè)試結(jié)果顯示膠層厚度對(duì)夾層玻璃窗的抗貫穿能力有決??定性作用，同時(shí)研宄結(jié)果給出了對(duì)不同厚度和尺寸的夾層玻璃受沖擊作用下的易損性??評(píng)估曲線。??汽車(chē)事故中撞擊夾層玻璃的沖擊物通常指的是行人的頭部，歐洲車(chē)輛安全促進(jìn)委??員會(huì)（ＥｕｒｏｐｅａｎＥｎｈａｎｃｅｄ?Ｖｅｈｉｃｌｅ－Ｓａｆｅｔｙ?Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ，ＥＥＶＣ）提出米用重約?５?ｋｇ，外表??覆蓋有ＰＶＣ膜層的鋁制球體來(lái)模擬車(chē)輛事故中的沖擊物［３２］（圖ｌ－２（ｂ））。Ｐｙｔｔｅｌ等［３３］采??用該覆膜鋁制沖擊頭對(duì)曲面和平板夾層玻璃進(jìn)行沖擊測(cè)試，沖擊速度設(shè)定為５?ｍ＾１至??１２?ｎｒｓ＇并基于臨界能量閾值的理念將對(duì)應(yīng)的玻璃失效準(zhǔn)則嵌入有限元模型，得到了??和實(shí)驗(yàn)結(jié)果較高的吻合度。Ｌｉｕ等［３４］對(duì)汽車(chē)擋風(fēng)夾層玻璃進(jìn)行了模擬頭部撞擊測(cè)試，沖??擊頭以速度６．６ｍ?＋?ｓ＿１至１１．２ｍ?＋?ｓ＿１對(duì)擋風(fēng)玻璃進(jìn)行多角度（６０°至９０°）撞擊，其對(duì)峰值??沖擊力和頭部損傷準(zhǔn)則進(jìn)行的評(píng)估結(jié)果顯示ＰＶＢ膠層材性和能量吸收性能具有高度相??關(guān)性。??４??

圖２－１駁接點(diǎn)支式樣本開(kāi)孔圖??Ｆｉｇ．?２－１?Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｄｒｉｌｌｉｎｇ?ｈｏｌｅｓ?ａｔ?ｃｏｒｎｅｒｓ?ｏｆ?ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ?ｗｉｔｈ?ｂｏｌｔｅｄ?ｆｉｘｉｎｇ??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]臺(tái)風(fēng)作用下玻璃幕墻連續(xù)性破壞分析[J]. 王曈,楊健,王星爾.  建筑技術(shù). 2017(04)
[2]基于OpenMP的二維有限元-離散元并行分析方法[J]. 嚴(yán)成增,鄭宏,孫冠華,葛修潤(rùn).  巖土力學(xué). 2014(09)
[3]基于局部單元劈裂的FEM/DEM自適應(yīng)分析方法[J]. 嚴(yán)成增,孫冠華,鄭宏,葛修潤(rùn).  巖土力學(xué). 2014(07)
[4]三維FEM/DEM中摩擦力的實(shí)施及驗(yàn)證[J]. 嚴(yán)成增,孫冠華,鄭宏,葛修潤(rùn).  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2014(06)
[5]A discontinuum-based model to simulate compressive and tensile failure in sedimentary rock[J]. T.Kazerani.  Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2013(05)
[6]受沖擊玻璃破壞波傳播過(guò)程分析[J]. 馮曉偉,劉占芳,陳剛,姚國(guó)文.  振動(dòng)與沖擊. 2013(09)
[7]裂紋擴(kuò)展問(wèn)題的改進(jìn)XFEM算法[J]. 茹忠亮,朱傳銳,趙洪波.  工程力學(xué). 2012(07)
[8]汽車(chē)聚乙烯醇縮丁醛夾層風(fēng)擋玻璃沖擊響應(yīng)研究綜述[J]. 許駿,李一兵,葛東云,陳曦,姚學(xué)鋒,朱夢(mèng)一,劉博涵,孫岳霆.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2011(18)
[9]建筑夾層玻璃在沖擊荷載下的破壞研究概述[J]. 葛杰,李國(guó)強(qiáng).  結(jié)構(gòu)工程師. 2010(04)
[10]The Virtual Geoscience Workbench, VGW: Open Source tools for discontinuous systems[J]. A. Munjiza,X. Garcia,J.P. Latham,G.G. Schiava D’Albano,N.W.M. John.  Particuology. 2010(02)

博士論文
[1]基于聚合模型的汽車(chē)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
[2]基于FEM、DEM/FEM的汽車(chē)風(fēng)擋玻璃沖擊破壞現(xiàn)象仿真分析與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 楊忠高.華南理工大學(xué) 2014
[3]離散元與有限元自適應(yīng)耦合方法及在汽車(chē)玻璃沖擊破壞中的應(yīng)用[D]. 徐偉.華南理工大學(xué) 2014
[4]汽車(chē)玻璃沖擊破壞現(xiàn)象的離散元/有限元耦合仿真方法研究[D]. 高偉.華南理工大學(xué) 2013
[5]FEM與DEM耦合方法研究及在汽車(chē)玻璃沖擊破壞問(wèn)題中的應(yīng)用[D]. 雷周.華南理工大學(xué) 2011
[6]幾類(lèi)風(fēng)災(zāi)易損建筑臺(tái)風(fēng)損傷估計(jì)與預(yù)測(cè)[D]. 宋芳芳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010

碩士論文
[1]頭部模塊發(fā)射裝置設(shè)計(jì)及汽車(chē)前擋玻璃沖擊破壞仿真[D]. 彭宇玲.華南理工大學(xué) 2016
[2]夾層玻璃動(dòng)態(tài)沖擊下斷裂機(jī)理研究[D]. 陳晶晶.清華大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3279469