台风致飞射物对退火平板玻璃的冲击破坏及防护研究

发布时间：2023-03-15 16:34

　　我国作为世界上台风受灾最为严重的国家之一,遭受的损失十分巨大。台风作用下建筑玻璃的破坏尤为严重,其中大量使用的主要由浮法制退火玻璃板组成的普通民用玻璃窗在台风致飞射物的冲击下极易破坏,威胁建筑内部人员的生命财产安全。同时会产生大块尖锐的玻璃碎片,造成大量损失的同时也可能对附近人员造成二次伤害,遗留隐患,因此有必要对其冲击破坏及防护方法进行研究。本文以此为背景,通过数值模拟与冲击试验相结合的方法对普通民用玻璃窗中使用的退火玻璃板的冲击响应、破坏模式及机理进行研究,验证了贴胶防护方法的有效性,分析了优化的贴胶防护方式,用以指导简易的自主防护。具体研究内容包括:1.建立冲击作用下退火玻璃板的数值仿真方法。采用ABAQUS软件作为分析平台,确定了有限元模型,选取不同的用于描述玻璃等脆性材料的本构关系模型进行对比,并分析裂纹模态对网格类型的敏感性。设计试验装置并进行退火玻璃板的冲击试验,将冲击试验结果与数值模拟结果进行对比,确定可用于描述退火玻璃板冲击作用下的本构模型及网格类型。2.对退火玻璃板在冲击作用下的破坏模式及机理进行了研究。采用数值仿真的方法分析了裂纹的模态及成因,并根据玻璃板破坏状态...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
        1.1.1 台风作用概述
        1.1.2 建筑玻璃使用现状
        1.1.3 风致破坏作用
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 玻璃的本构模型及破坏理论
        1.2.2 台风致飞射物
        1.2.3 玻璃抗冲击性能研究
        1.2.4 国内外文献综述
    1.3 主要研究内容
第2章 退火玻璃抗冲击数值仿真方法及试验验证
    2.1 引言
    2.2 验证性冲击试验
        2.2.1 试验目的及参数
        2.2.2 试验装置设计
        2.2.3 冲击试验结果
    2.3 有限元模型的建立
        2.3.1 ABAQUS简介
        2.3.2 几何模型
        2.3.3 材料模型及参数
        2.3.4 单元选择及网格划分
        2.3.5 边界条件及荷载施加
    2.4 数值模拟结果
        2.4.1 分析参数
        2.4.2 裂纹模态
        2.4.3 退火玻璃本构模型及网格类型的确定
    2.5 本章小结
第3章 退火玻璃冲击荷载下破坏机理分析
    3.1 引言
    3.2 冲击破坏机理分析
        3.2.1 破坏模式
        3.2.2 裂纹模态及破坏机理
    3.3 退火玻璃板冲击破坏影响参数分析
        3.3.1 板件参数变化
        3.3.2 冲击荷载参数变化
    3.4 最不利冲击角度研究
        3.4.1 球状飞射物
        3.4.2 棒状飞射物
        3.4.3 片状飞射物
    3.5 飞射物姿态影响研究
        3.5.1 棒状飞射物斜向冲击
        3.5.2 棒状飞射物正向冲击
        3.5.3 片状飞射物斜向冲击
        3.5.4 片状飞射物正向冲击
    3.6 本章小结
第4章 玻璃窗抗台风致飞射物冲击简易防护方法研究
    4.1 引言
    4.2 风致飞射物的形成及冲击作用等效
        4.2.1 风致飞射物的分类
        4.2.2 台风作用下风致飞射物的冲击作用等效
    4.3 BOPP压敏胶粘带本构模型验证
        4.3.1 BOPP压敏胶粘带本构模型参数
        4.3.2 拉伸试验有限元模型的建立
        4.3.3 数值模拟结果
    4.4 贴胶防护效果仿真
        4.4.1 贴胶防护方法及参数
        4.4.2 防护效果评价参数
        4.4.3 仿真结果对比分析
        4.4.4 防护效果小结
    4.5 玻璃窗自主贴胶防护原则
    4.6 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3762880