BRPI0919528B1 - Processo para determinar as caracteristicas estruturais de uma camada intermediária por laminação para fabricação de uma vidraça laminada, camada intermediária (ou filme de camada intermediária), e, vidraça laminada. - Google Patents

Processo para determinar as caracteristicas estruturais de uma camada intermediária por laminação para fabricação de uma vidraça laminada, camada intermediária (ou filme de camada intermediária), e, vidraça laminada. Download PDF

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Abstract

processo para determinar as características estruturais de uma camada intermediária por laminação para fabricação de uma vidraça laminada, camada intermediária (ou filme de camada intermediária) e, vidraça laminada este processo de fabricação de uma vidraça laminada, na qual se interpõe entre doi substratos com função de vidro uma camada intermediária por laminação, é tal que previamente: procede-se sobre uma amostra dao camada intermediária intercalar a uma medida do módulo de young e com a ajuda de um visco-analisador fazendo variar a temperatura e a frequência impondo um deslocamento dinâmico constante; procede-se a um tratamento numérico das curvas obtidas com a ajuda das equações wlf (williams, landel, ferry) para estabelecer uma equação lei omportamento e(f) do material constituindo a amostra dae camada intermediária a uma temperatura dada; realiza-se um modelo numérico baseado sobre um método dos elementos finitos em flexão de uma placa da vidraça laminada, as propriedades mecânicas da amostra resultando das etapas precedentes; confrontam-se os resultados do cálculo numérico com os obtidos por fórmulas analíticas nas quais a participação da camada intermediária na transferência no cisalhamento na vidraça laminada é representada por um coeficiente de transferência ?; faz-se variar o coeficiente de transferência ? nas fórmulas analíticas até convergência dos resultados; - gera-se por iteração sucessiva uma função de transferência ? = f(e).

Description

“PROCESSO PARA DETERMINAR AS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UMA CAMADA INTERMEDIÁRIA POR LAMINAÇÃO PARA FABRICAÇÃO DE UMA VIDRAÇA LAMINADA, CAMADA INTERMEDIÁRIA (OU FILME DE CAMADA INTERMEDIÁRIA), E, VIDRAÇA LAMINADA” [0001] A presente invenção refere-se a um processo de fabricação de uma vidraça laminada, incorporando uma camada intermediária (do francês, intercalaire) por Iam inação cujo coeficiente de transferência no cisalhamento foi otimizado.
[0002] De acordo com outro aspecto da invenção, ela visa igualmente uma vidraça laminada incorporando este tipo de camada intermediária otimizada.
[0003] Sabe-se que as equações de comportamento viscoelástico das camadas intermediárias por Iam inação destinados à fabricação de vidraças laminadas influenciam [0004] O comportamento mecânico destas vidraças laminadas quando submetidos à carga estática ou quase estática.
[0005] A combinação da intensidade destas cargas, o seu modo de distribuição, o seu tempo de aplicação e a temperatura de aplicação nos diferentes estados limites, que são aplicados à vidraça, permitem determinar as características estruturais (natureza, composição, espessura...) da camada intermediária a utilizar na montagem da vidraça laminada.
[0006] Até a presente data, a determinação das características estruturais da camada intermediária por Iam inação que deve ser utilizado na fabricação da vidraça laminada resulta de um modelo analítico levando em conta a espessura equivalente eq de uma vidraça teórica sem a camada intermediária, de acordo com a seguinte equação
I n rt e? = J(l~ro)(£e3)+ro(£ez)3
V <=l <=1 onde [0007] ω: coeficiente de transferência, que caracteriza a participação efetiva da camada intermediária na transferência do cisalhamento entre os componentes de vidro da montagem laminada, que vale 0 se a camada intermediária não provê
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2/7 nenhuma contribuição para os desempenhos mecânicos da montagem constituída pela vidraça laminada, ou pelo contrário um valor que tende para 1 se a camada intermediária prover uma contribuição aos desempenhos mecânicos da vidraça laminada;
[0008] ei: espessura de cada substrato de vidro da vidraça.
[0009] Nenhum valor do coeficiente de transferência ω e nenhum método permitindo a determinação do coeficiente de transferência ω estão disponíveis na literatura.
[0010] O caso limite ω = 0 corresponde a uma camada intermediária que realiza um deslizamento perfeito entre as dobras da vidraça, onde não há transferência de esforço de cisalhamento, enquanto que o caso limite ω tendendo para 1 corresponde a uma participação total da camada intermediária na transferência dos esforços.
[0011] Procura-se determinar o coeficiente de transferência ω entre estes casos limites a fim de determinar as classes de desempenhos para as camadas intermediárias laminadas, a saber, as camadas intermediárias ditos “flexíveis” que realizam apenas uma pequena ou nenhuma transferência de esforço de cisalhamento, tipicamente as camadas intermediárias acústicas, as camadas intermediárias ditas “estruturantes” que realizam uma grande transferência de esforço de cisalhamento, e as camadas intermediárias ditas “padrão” cuja capacidade de transferir os esforços de cisalhamento está situada entre os dois domínios previamente definidos.
[0012] As vidraças laminadas utilizando camadas intermediárias não otimizadas no nível do seu fator ω não são, portanto, dimensionadas corretamente, o que pode conduzir a falhas mecânicas no caso de solicitações não controladas.
[0013] A presente invenção visa, portanto, remediar estes inconvenientes propondo um processo de fabricação de uma vidraça laminada integrando pelo menos uma camada intermediária por laminação otimizada.
[0014] Para esse efeito, a invenção tem por objeto um processo de fabricação de uma vidraça laminada, na qual se interpõe entre os dois substratos com função de vidro uma camada intermediária por laminação, como que previamente:
- procede-se sobre uma amostra da referida camada intermediária uma
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3/7 medida do módulo de Young E com a ajuda de um visco-analisador fazendo variar a temperatura e a frequência impondo um deslocamento dinâmico constante,
- procede-se a um tratamento numérico das curvas obtidas com a ajuda das equações WLF (Williams, Landel, Ferry) para estabelecer uma equação de comportamento do material constituindo a referida amostra de camada intermediária a uma temperatura dada,
- produzir um modelo numérico baseado num método dos elementos finitos na flexão de uma placa da vidraça laminada, em que as propriedades mecânicas da amostra resultam das etapas precedentes,
- confrontam-se os resultados do cálculo numérico com os obtidos por fórmulas analíticas nas quais a participação da camada intermediária na transferência do cisalhamento na vidraça laminada é representada por um coeficiente de transferência ω,
- faz-se variar o coeficiente de transferência ω nas fórmulas analíticas até a convergência dos resultados,
- gera-se por iteração sucessiva uma função de transferência ω = f (E), onde ω é o coeficiente de transferência e E o módulo de Young da camada intermediária.
[0015] Graças a esta camada intermediária otimizada, a vidraça laminada integrando este último possui propriedades mecânicas melhoradas em relação às solicitações mecânicas às quais ela é submetida.
[0016] No sentido da invenção, um substrato com função de vidro pode ser um substrato de vidro ou de plástico.
[0017] Em modos de realização preferidos da invenção, pode-se eventualmente recorrer, por outro lado, a uma e/ou a outra das disposições seguintes:
- faz-se variar a temperatura entre -20oC e 60oC,
- faz-se variar a frequência entre 5.10-7 e 3.10-1 Hz.
[0018] De acordo com outro aspecto, a invenção tem igualmente por objeto uma gama de camadas intermediárias que podem ser utilizados em uma vidraça laminada
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4/7 assim fabricada.
[0019] Uma camada intermediária é dita com função “estruturante” se para um tempo de carga ao vento de 3s e para uma temperatura de utilização compreendida entre 0oC e 20oC tem-se
- a 0oC E > 8.108Pa
- a 10oC E> 3.108Pa
- a 20oC E> 1.108Pa.
[0020] Uma camada intermediária é dita com função “padrão” se para um tempo de carga ao vento de 3s e para uma temperatura de utilização compreendida entre 0oC e 20oC, tem-se
- a 0oC E > 1.108Pa e E < 8.108 Pa
- a 10oC E> 2.107Pa e E < 3.108 Pa
- a 20oC E> 5.106Pa e E < 1.108 Pa.
[0021] Uma camada intermediária é dita com função “flexível ou acústica” se para um tempo de carga ao vento de 3s e para uma temperatura de utilização compreendida entre 0oC e 20oC, tem-se
- a 0oC E > 1.107Pa e E < 1.108 Pa
- a 10oC E> 3.106Pa e E < 2.107 Pa
- a 20oC E> 5.105Pa e E < 5.106 Pa.
[0022] A invenção tem igualmente por objeto uma vidraça laminada que compreende pelo menos um primeiro substrato com função de vidro e um segundo substrato com função de vidro, sendo estes substratos laminados com a ajuda de uma camada intermediária como descrito acima.
[0023] Além disso, a invenção tem por objeto uma vidraça laminada que compreende pelo menos um primeiro substrato com função de vidro e um segundo substrato com função de vidro entre qual é interposta uma camada intermediária por laminação, esta vidraça laminada sendo fabricada de acordo com um processo como descrito acima.
[0024] As características e vantagens da invenção aparecerão na descrição seguinte de um modo de realização de um processo de fabricação de uma vidraça
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5/7 laminada de acordo com a invenção, dada unicamente, por exemplo, e feita com referência aos desenhos anexos nos quais:
- a figura 1 representa uma curva mestre a 20oC para uma camada intermediária dita estruturante, a saber, a evolução do módulo de Young E a 20oC em função da frequência f, a qual varia de 1.10-7a 1.101 Hz,
- a figura 2 mostra um exemplo de realização da curva representativa da função de transferência, ou curva de transferência, ω = f (E), onde ω é o coeficiente de transferência e E o módulo de Young da camada intermediária.
[0025] De acordo com um modo preferido de realização da invenção, com base em dois substratos com função de vidro que se quer montar por uma técnica de laminação com a ajuda de uma camada intermediária por laminação, procede-se previamente uma caracterização dos parâmetros mecânicos da referida camada intermediária, com a ajuda de um visco-analisador (VA400) comercializado pela empresa Metravib.
[0026] Após ter colocado uma amostra da referida camada intermediária neste visco- visco-analisador, procede-se a uma medida do módulo de Young sobre a amostra da camada intermediária com a ajuda do visco-analisador fazendo variar a temperatura e a frequência impondo um deslocamento dinâmico constante, nomeadamente neste exemplo 1.10-6m.
[0027] Assim, testou-se uma amostra da camada intermediária de marca “RM11” comercializado pela empresa “Solutia”, que deu, para um carga de 3s e a 20oC , um módulo de Young E=2.108Pa.
[0028] Procede-se em seguida um tratamento numérico das curvas obtidas com a ajuda das equações WLF (Williams, Landel, Ferry) (Ferry JD, Viscoelastic properties of materials, Wiley (1980)) para estabelecer a equação de comportamento E(f), ou seja, a evolução do módulo de Young E em função da frequência, do material constituindo a referida amostra de camada intermediária a uma temperatura dada, esta temperatura, aqui 20oC, chamada geralmente de temperatura mestre.
[0029] Produzir um modelo numérico baseado num método dos elementos finitos
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6/7 na flexão de uma placa da vidraça laminada, em que as propriedades mecânicas da amostra resultam das etapas precedentes. Este modelo numérico será realizado com a ajuda do software de cálculo da marca COSMOS-M no qual terá integrado um modelo não-linear de placa constituindo uma vidraça laminada incorporando a camada intermediária em questão, com apoios simples sobre cada um dos lados, e com uma carga uniforme.
[0030] Confronta-se então os resultados do cálculo numérico com os obtidos por fórmulas analíticas nas quais a participação da camada intermediária na transferência do cisalhamento na vidraça laminada é representada pelo coeficiente de transferência ω. Tais fórmulas analíticas são objeto do anexo B do projeto de norma européia prEN 13474. Estas fórmulas analíticas fazem notadamente intervir a espessura da vidraça, que pode, por exemplo, ser dada pela equação seguinte da espessura equivalente eq da vidraça laminada:
I _n e, =5(1-ω)(£β,3)+ω(£6;)3
V í=i <=i [0031] onde ei é a espessura de cada substrato vidreiro da vidraça.
[0032] Faz-se variar o coeficiente de transferência ω nas fórmulas analíticas até a convergência dos resultados e gera-se por iteração sucessiva uma função de transferência ω = f (E), da qual um exemplo de realização é dado em figura 2.
[0033] A partir desta curva, obteve-se para esta amostra, a 20°C, e para um carga durando 3s, um valor de ω =0, 7; nestas condições a camada intermediária pode ser qualificada de camada intermediária dita “estruturante”.
[0034] Reproduziu-se o processo objeto da invenção, com outrss camada intermediárias por Iam inação, e obteve-se:
- com uma camada intermediária da marca RB41, comercializada por “SOLUTIA”, a 20°C, vento 3s, E=9MPa, ω =0,4; nestas condições o camada intermediária pode ser qualificada de camada intermediária dito “padrão”; e
- com uma camada intermediária da marca SC, comercializada por “KEG”,
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7/7 a 20oC, vento 3s, E = 1MPa, ω =0, l; nestas condições a camada intermediária pode ser qualificada de camada intermediária dito “flexível ou acústico”.
[0035] A partir da camada intermediária de cada um destes tipos, é possível elaborar vidraças laminadas a partir de dois substratos S1 e S2 associados ao nível de uma de sua face principal com a ajuda desta camada intermediária.

Claims (9)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Processo para determinar as características estruturais de uma camada intermediária por laminação para fabricação de uma vidraça laminada, na qual dita camada intermediária por laminação se interpõe entre dois substratos com função de vidro, caracterizado pelo fato de que previamente:
    - procede-se sobre uma amostra da referida camada intermediária a uma medida do módulo de Young E com a ajuda de um visco-analisador fazendo variar a temperatura e a frequência, enquanto é submetido a um deslocamento dinâmico constante,
    - procede-se a um tratamento numérico das curvas obtidas com a ajuda das equações WLF (Williams, Landel, Ferry) para estabelecer uma equação de comportamento E(f) do material constituindo a referida amostra da camada intermediária a uma temperatura dada,
    - produzir um modelo numérico baseado num método dos elementos finitos na flexão de uma placa da vidraça laminada, em que as propriedades mecânicas da amostra resultam das etapas precedentes,
    - confrontam-se os resultados do cálculo numérico com os obtidos por fórmulas analíticas nas quais a participação da camada intermediária na transferência do cisalhamento na vidraça laminada é representada por um coeficiente de transferência ω,
    - faz-se variar o coeficiente de transferência ω nas fórmulas analíticas até a convergência dos resultados,
    - gera-se por iteração sucessiva uma função de transferência ω = f (E), onde ω é o coeficiente de transferência e E o módulo de Young da camada intermediária.
  2. 2. Processo para determinar, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que se faz variar a temperatura entre -20oC e 60oC.
  3. 3. Processo para determinar, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que se faz variar a frequência entre 5.10-7 Hz e 3.10-1 Hz.
  4. 4. Processo de fabricação de uma vidraça laminada na qual uma camada
    Petição 870190136478, de 19/12/2019, pág. 7/9
    2/3 intermediária por laminação se interpõe entre dois substratos com função de vidro, caracterizado pelo fato de que a camada intermediária por laminação é escolhida utilizando o processo de determinação, tal como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 3.
  5. 5. Camada intermediária utilizada no processo, tal como definido em qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a camada intermediária é dita de função “estruturante” e tal que para um tempo de carga ao vento de 3s e para uma temperatura de utilização compreendida entre 0oC e 20oC, tem-se:
    - a 0oC, E > 8.108 Pa
    - a 10oC, E> 3.108 Pa
    - a 20oC, E> 1.108 Pa.
  6. 6. Camada intermediária utilizada no processo tal como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que esta camada intermediária é dita com função “padrão” e tal que para um tempo de carga ao vento de 3s e para uma temperatura de utilização compreendida entre 0oC e 20oC, tem-se
    - a 0oC, E > 1.108 Pa e E < 8.108 Pa
    - a 10oC, E> 2.107 Pa e E < 3.108 Pa
    - a 20oC, E> 5.106 Pa e E < 1.108 Pa.
  7. 7. Camada intermediária utilizada no processo tal como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que esta camada intermediária é dita com função “flexível ou acústica” e tal que para um tempo de carga ao vento de 3s e para uma temperatura de utilização compreendida entre 0oC e 20oC, tem-se
    - a 0oC, E > 1.107 Pa e E < 1.108 Pa
    - a 10oC, E > 3.106 Pa e E < 2.107 Pa
    - a 20oC, E > 5.105 Pa e E < 5.106 Pa.
  8. 8. Vidraça laminada caracterizada pelo fato de compreender pelo menos um primeiro substrato com função de vidro (S1) e um segundo substrato com função de vidro (S2), os referidos substratos (S1, S2) sendo laminados com a ajuda de uma
    Petição 870190136478, de 19/12/2019, pág. 8/9
    3/3 camada intermediária tal como definido em qualquer uma das reivindicações 5 a 7.
  9. 9. Vidraça laminada, compreendendo pelo menos um primeiro substrato com função de vidro e um segundo substrato com função de vidro entre os quais é interposto uma camada intermediária por laminação, caracterizada pelo fato de ser fabricada por um processo de fabricação tal como definido na reivindicação 4.
BRPI0919528-9A 2008-10-01 2009-09-30 Processo para determinar as caracteristicas estruturais de uma camada intermediária por laminação para fabricação de uma vidraça laminada, camada intermediária (ou filme de camada intermediária), e, vidraça laminada. BRPI0919528B1 (pt)

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