中高速冲击下PVB夹层玻璃抗冲击性能及碎片特性研究
发布时间：2021-06-08 17:52
随着科技的进步,夹层玻璃等安全玻璃被广泛的运用于建筑玻璃幕墙以及汽车挡风玻璃等结构。近年以来,世界各地的恐怖袭击以及如飓风等极端恶劣气候频繁发生,夹层玻璃作为建筑以及汽车的防护结构面临巨大的挑战。聚乙烯醇缩丁醛（PVB）夹层玻璃是主要的建筑和汽车玻璃材料。目前有较多学者对于夹层玻璃受爆炸载荷下,其动态响应以及抗爆性能做了实验、模拟以及理论的研究工作。集中载荷下夹层玻璃抗冲击性能的研究,目前只有较少一部分学者在研究。爆炸、恐怖袭击以及汽车行驶引起的飞石等事件中,夹层玻璃破坏产生的碎片飞溅对人的次生伤害是造成人员伤亡的最主要因素。目前对于夹层玻璃碎片的研究,尚未有学者对其产生机理和特性做过系统的试验研究。针对于目前中高速冲击载荷下,夹层玻璃抗冲击性能以及夹层玻璃碎片产生机理以及特性的研究不足。本文研究了中高速冲击下夹层玻璃的起裂性能、裂纹扩展性能以及碎片的飞溅速度、能量等特性,并在介观尺度上对碎片进行断口分析,将宏观的裂纹扩展性能研究与介观的断口分析相结合,试图探究夹层玻璃断裂机理。具体内容如下:（1）通过空气炮冲击试验结合高速摄影机结合数字图像处理技术,对中高速集中载荷冲击下夹层玻璃的起...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 夹层玻璃抗冲击性能研究现状
1.2.1 夹层玻璃抗爆性能研究现状
1.2.2 夹层玻璃抗集中载荷冲击研究现状
1.3 夹层玻璃碎片特性研究现状
1.3.1 夹层玻璃碎片特性研究现状
1.3.2 夹层玻璃碎片理论研究现状
1.4 本文主要内容及工作安排
第二章 中高速冲击试验平台与试验概况
2.0 引言
2.1 实验设备介绍
2.1.1 空气炮系统
2.1.2 高速摄影系统
2.1.3 初速测速仪
2.1.4 金相显微系统
2.2 试件制备
2.3 试验方案
2.3.1 试验方案介绍
2.3.2 试验可重复性验证
2.3.3 试验结果概况
2.4 本章小结
第三章 夹层玻璃抗冲击性能研究
3.1 引言
3.2 开裂性能分析
3.2.1 起裂性能分析
3.2.2 层裂性能分析
3.3 破坏模式分析
3.4 裂纹扩展研究
3.4.2 裂纹扩展试验研究
3.5 裂纹扩展速度参数研究
3.5.1 不同冲击能量下裂纹扩展速度研究
3.5.2 不同PVB厚度时裂纹扩展速度研究
3.5.3 不同玻璃厚度时裂纹扩展速度研究
3.6 本章小结
第四章 夹层玻璃碎片特性研究
4.1 引言
4.2 层裂分析
4.2.1 层裂现象分析
4.2.2 层裂现象参数分析
4.3 碎片特性理论分析
4.4 碎片特性试验研究
4.4.1 试验方法及方案
4.4.2 碎片模式分析
4.5 试验结果与分析
4.4.1 碎片速度特性研究
4.4.2 碎片能量特性研究
4.6 本章小结
第五章 夹层玻璃碎片介观特性研究
5.1 引言
5.2 脆性材料的断口分析
5.2.1 断口分析
5.2.2 脆性材料的解理断裂
5.3 介观模式分析
5.3.1 碎片介观特性的试验研究
5.3.2 碎片介观模式
5.4 碎片介观特性分析
5.4.1 不同冲击速度下碎片介观特性统计分析
5.4.2 不同PVB厚度时碎片介观特性统计分析
5.4.3 不同玻璃厚度时碎片介观特性统计分析
5.5 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]靶板在爆炸成型弹丸垂直侵彻下的层裂[J]. 李睿,黄正祥,祖旭东,肖强强,贾鑫. 爆炸与冲击. 2018(05)
[2]低速冲击下PVB夹层玻璃的破坏模式试验研究[J]. 张宗恒,张红,姚小虎,胡浩峰. 兵工学报. 2017(S1)
[3]爆炸荷载下夹层玻璃曲板的动态响应分析[J]. 张红,邓汉国,姚小虎,龙谦. 华南理工大学学报(自然科学版). 2016(04)
[4]用于夹层玻璃抗爆设计的W-R法[J]. 张红,邓汉国,姚小虎,龙谦. 华南理工大学学报(自然科学版). 2015(11)
[5]PVB夹层玻璃裂纹扩展的参数化实验研究[J]. 陈晶晶,许骏,刘博涵,孙岳霆,徐晓庆,李一兵. 汽车工程. 2015(02)
[6]建筑玻璃板在爆炸荷载下的破碎性能（Ⅱ）——试验验证[J]. 葛杰,李国强,陈素文. 土木工程学报. 2014(03)
[7]建筑玻璃板在爆炸荷载下的破碎性能（Ⅰ）——理论模型[J]. 李国强,葛杰,陈素文. 土木工程学报. 2014(02)
[8]高应变率加载下玻璃板碎片尺寸的理论模型[J]. 葛杰,李国强,陈素文. 振动与冲击. 2013(01)
[9]点支式夹层玻璃幕墙爆炸试验研究及有限元分析[J]. 陈素文,朱晨光,李国强,葛杰. 建筑结构学报. 2012(12)
[10]建筑夹层玻璃在静力及爆炸荷载下的挠度[J]. 高轩能,王书鹏. 硅酸盐学报. 2008(10)
硕士论文
[1]PVB夹层玻璃中低速冲击力学性能的试验研究[D]. 张宗恒.华南理工大学 2018
[2]基于动力系数和等效厚度的点支承夹层玻璃抗爆响应研究[D]. 龙谦.华南理工大学 2016
[3]考虑负压段的夹层玻璃抗爆性能研究[D]. 黄珊.华南理工大学 2015
[4]冲击载荷下材料层裂的数值模拟[D]. 魏波.南京理工大学 2013
本文编号：3218910
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 夹层玻璃抗冲击性能研究现状
1.2.1 夹层玻璃抗爆性能研究现状
1.2.2 夹层玻璃抗集中载荷冲击研究现状
1.3 夹层玻璃碎片特性研究现状
1.3.1 夹层玻璃碎片特性研究现状
1.3.2 夹层玻璃碎片理论研究现状
1.4 本文主要内容及工作安排
第二章 中高速冲击试验平台与试验概况
2.0 引言
2.1 实验设备介绍
2.1.1 空气炮系统
2.1.2 高速摄影系统
2.1.3 初速测速仪
2.1.4 金相显微系统
2.2 试件制备
2.3 试验方案
2.3.1 试验方案介绍
2.3.2 试验可重复性验证
2.3.3 试验结果概况
2.4 本章小结
第三章 夹层玻璃抗冲击性能研究
3.1 引言
3.2 开裂性能分析
3.2.1 起裂性能分析
3.2.2 层裂性能分析
3.3 破坏模式分析
3.4 裂纹扩展研究
3.4.2 裂纹扩展试验研究
3.5 裂纹扩展速度参数研究
3.5.1 不同冲击能量下裂纹扩展速度研究
3.5.2 不同PVB厚度时裂纹扩展速度研究
3.5.3 不同玻璃厚度时裂纹扩展速度研究
3.6 本章小结
第四章 夹层玻璃碎片特性研究
4.1 引言
4.2 层裂分析
4.2.1 层裂现象分析
4.2.2 层裂现象参数分析
4.3 碎片特性理论分析
4.4 碎片特性试验研究
4.4.1 试验方法及方案
4.4.2 碎片模式分析
4.5 试验结果与分析
4.4.1 碎片速度特性研究
4.4.2 碎片能量特性研究
4.6 本章小结
第五章 夹层玻璃碎片介观特性研究
5.1 引言
5.2 脆性材料的断口分析
5.2.1 断口分析
5.2.2 脆性材料的解理断裂
5.3 介观模式分析
5.3.1 碎片介观特性的试验研究
5.3.2 碎片介观模式
5.4 碎片介观特性分析
5.4.1 不同冲击速度下碎片介观特性统计分析
5.4.2 不同PVB厚度时碎片介观特性统计分析
5.4.3 不同玻璃厚度时碎片介观特性统计分析
5.5 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]靶板在爆炸成型弹丸垂直侵彻下的层裂[J]. 李睿,黄正祥,祖旭东,肖强强,贾鑫. 爆炸与冲击. 2018(05)
[2]低速冲击下PVB夹层玻璃的破坏模式试验研究[J]. 张宗恒,张红,姚小虎,胡浩峰. 兵工学报. 2017(S1)
[3]爆炸荷载下夹层玻璃曲板的动态响应分析[J]. 张红,邓汉国,姚小虎,龙谦. 华南理工大学学报(自然科学版). 2016(04)
[4]用于夹层玻璃抗爆设计的W-R法[J]. 张红,邓汉国,姚小虎,龙谦. 华南理工大学学报(自然科学版). 2015(11)
[5]PVB夹层玻璃裂纹扩展的参数化实验研究[J]. 陈晶晶,许骏,刘博涵,孙岳霆,徐晓庆,李一兵. 汽车工程. 2015(02)
[6]建筑玻璃板在爆炸荷载下的破碎性能（Ⅱ）——试验验证[J]. 葛杰,李国强,陈素文. 土木工程学报. 2014(03)
[7]建筑玻璃板在爆炸荷载下的破碎性能（Ⅰ）——理论模型[J]. 李国强,葛杰,陈素文. 土木工程学报. 2014(02)
[8]高应变率加载下玻璃板碎片尺寸的理论模型[J]. 葛杰,李国强,陈素文. 振动与冲击. 2013(01)
[9]点支式夹层玻璃幕墙爆炸试验研究及有限元分析[J]. 陈素文,朱晨光,李国强,葛杰. 建筑结构学报. 2012(12)
[10]建筑夹层玻璃在静力及爆炸荷载下的挠度[J]. 高轩能,王书鹏. 硅酸盐学报. 2008(10)
硕士论文
[1]PVB夹层玻璃中低速冲击力学性能的试验研究[D]. 张宗恒.华南理工大学 2018
[2]基于动力系数和等效厚度的点支承夹层玻璃抗爆响应研究[D]. 龙谦.华南理工大学 2016
[3]考虑负压段的夹层玻璃抗爆性能研究[D]. 黄珊.华南理工大学 2015
[4]冲击载荷下材料层裂的数值模拟[D]. 魏波.南京理工大学 2013
本文编号：3218910
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