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,相關(guān)的設(shè)計規(guī)范中關(guān)于夾層玻璃抗沖擊設(shè)計內(nèi)容極為匱乏,其沖擊破壞過程和機理缺乏足夠的基礎(chǔ)性研究。本文以PVB和SGP膠層的建筑夾層玻璃為研究對象,采用落重沖擊實驗和組合有限元-離散元模型分析等手段,對建筑夾層玻璃沖擊破壞響應(yīng)和機理展開研究。首先,設(shè)計并加工了一套結(jié)合有高速攝影和動態(tài)采集系統(tǒng)的沖擊實驗系統(tǒng);隨后采用最小平均碎裂速度測試法（MMBV）對23組83塊足尺PVB和SGP夾層玻璃板進行了實驗研究,測定了每層玻璃碎裂對應(yīng)的沖擊能量閾值和沖擊響應(yīng),并利用高速相機捕捉夾層玻璃起裂和裂紋高速擴展過程;對夾層玻璃在玻璃層數(shù)、玻璃類型和構(gòu)型、玻璃尺寸、支撐條件、膠片厚度這六種設(shè)計參數(shù)影響下的抗沖擊性能和破壞機理進行分析,確定了碎裂能、碎裂剛度、沖擊力、等效動態(tài)剛度和能量耗散行為關(guān)鍵影響因素和規(guī)律;為開發(fā)夾層玻璃沖擊破壞數(shù)值模型,首先針對四類常用的數(shù)值方法關(guān)于玻璃沖擊破壞仿真能力的優(yōu)劣性進行了系統(tǒng)的對比研究,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法開發(fā)離散裂紋模... 

【文章來源】：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

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

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

對設(shè)計參數(shù)影響夾層玻璃抗沖擊性能的重要程度進行了排序，結(jié)果顯示底部玻璃類型??和厚度對抗沖擊性能具有決定性作用。Ｚｈａｎｇ等［２８］對大尺寸木塊沖擊下的浮法夾層玻??璃進行了測試，其木塊由彈簧裝置加速到９?ｍｉ１至３５?ｍｉ１?（圖１－２?（ａ）），對四種不同??厚度ＰＶＢ膠層的樣本的抗貫穿測試結(jié)果顯示膠層厚度對夾層玻璃窗的抗貫穿能力有決??定性作用，同時研宄結(jié)果給出了對不同厚度和尺寸的夾層玻璃受沖擊作用下的易損性??評估曲線。??汽車事故中撞擊夾層玻璃的沖擊物通常指的是行人的頭部，歐洲車輛安全促進委??員會（ＥｕｒｏｐｅａｎＥｎｈａｎｃｅｄ?Ｖｅｈｉｃｌｅ－Ｓａｆｅｔｙ?Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ，ＥＥＶＣ）提出米用重約?５?ｋｇ，外表??覆蓋有ＰＶＣ膜層的鋁制球體來模擬車輛事故中的沖擊物［３２］（圖ｌ－２（ｂ））。Ｐｙｔｔｅｌ等［３３］采??用該覆膜鋁制沖擊頭對曲面和平板夾層玻璃進行沖擊測試，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應(yīng)的玻璃失效準(zhǔn)則嵌入有限元模型，得到了??和實驗結(jié)果較高的吻合度。Ｌｉｕ等［３４］對汽車擋風(fēng)夾層玻璃進行了模擬頭部撞擊測試，沖??擊頭以速度６．６ｍ?＋?ｓ＿１至１１．２ｍ?＋?ｓ＿１對擋風(fēng)玻璃進行多角度（６０°至９０°）撞擊，其對峰值??沖擊力和頭部損傷準(zhǔn)則進行的評估結(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駁接點支式樣本開孔圖??Ｆｉｇ．?２－１?Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｄｒｉｌｌｉｎｇ?ｈｏｌｅｓ?ａｔ?ｃｏｒｎｅｒｓ?ｏｆ?ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ?ｗｉｔｈ?ｂｏｌｔｅｄ?ｆｉｘｉｎｇ??

【參考文獻】：
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本文編號：3279469