风挡玻璃冲击性能与行人头部损伤研究

发布时间：2021-03-21 13:37

　　汽车风挡玻璃是由两层钠钙玻璃和一层聚合物夹层在真空高压环境下粘结而成的一种简单复合材料。在人车正面碰撞事故中,行人头部可能冲击风挡玻璃并威胁行人安全。在风挡玻璃生产过程中既要考虑如何减少行人头部在冲击过程中受到的损伤,又要利用聚合物夹层减少玻璃碎片飞溅造成的伤害。因此,研究风挡玻璃冲击性能和行人头部受冲击下的损伤规律具有重要意义。国内外学者通常采用实验法、数值法和理论解析法研究风挡玻璃的冲击破坏过程。本文采用固有型内聚力模型数值方法研究人头冲击风挡玻璃的动态过程并讨论了人头在冲击过程中的损伤规律。首先,采用双线性内聚力模型对断裂问题进行描述,通过编写程序在有限元单元公共表面处嵌入零厚度内聚力单元,并采用内聚力单元本构模型描述玻璃材料断裂力学特性及玻璃-PVB层间粘结力学特性,从而建立了固有型内聚力风挡玻璃仿真模型。然后,根据EEVC标准,仿真了假人人头-风挡玻璃冲击过程,通过对比仿真、实验所得加速度曲线和裂纹形态,验证了固有型内聚力风挡玻璃模型的正确性与有效性,并进一步讨论不同层间粘结强度、PVB材料、冲击速度和冲击角度下,冲击力、加速度、HIC值、人头动能和风挡玻璃各层结构内能、损伤... 

【文章来源】：湘潭大学湖南省

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

车辆各区域在人车事故中受到人体冲击的概率

体各部分受到中度伤害(AIS 2-4)和重度伤行人保护的冲击破坏机理，一些研究课题小组[12-16]通过采用落锤实验装置层玻璃板的玻璃开裂机理。其研究结向裂纹和环向形裂纹，这两种裂纹的行人头模块冲击汽车玻璃的冲击断裂落锤冲击下复合夹层玻璃梁的裂纹扩层合玻璃梁的裂纹抑制和分叉现象[20璃板在受到爆炸载荷冲击或碎片冲面，Yuan 等人最近提出了夹层玻璃]。者利用数值法对夹层玻璃的冲击破坏

描述不同材料在损伤失效过程中的材料刚度退化规律。图 2.1 内聚力模型示意图2.1.2 内聚力单元本构关系内聚力模型的本构关系是一种基于内聚力单元表面间牵引力-分离量函数关系描述的本构关系。内聚力模型依据连续损伤模型(Continuum Damage Model)[48,49]将每个内聚力单元表面的自由能密度 表示为每个内聚力单元表面间分离量 与刚度退化系数(stiffness degradation coefficient) 之间的函数 , ，其表达式为：, = 1 (2-1)其中， ∈ 0,1 并在每个时间步长中更新。 是每个内聚力单元表面的自由能函数方程，本文采用双线性函数方程（如图 2.2 所示），可表示为：

【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车玻璃的静力学特性和冲击破坏现象[J]. 臧孟炎,雷周,尾田十八.  机械工程学报. 2009(02)

硕士论文
[1]基于固有内聚力模型的汽车风挡玻璃冲击破坏仿真研究[D]. 林德佳.华南理工大学 2018
[2]基于固有内聚力模型的夹层玻璃冲击破坏研究[D]. 向纪邦.湘潭大学 2017
[3]基于FEM/DEM的头部撞击挡风玻璃的仿真方法研究[D]. 陈虎.华南理工大学 2011



本文编号：3092956