CN112380756B - 检测调光玻璃的调光膜褶皱的方法及系统 - Google Patents

检测调光玻璃的调光膜褶皱的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种检测调光玻璃的调光膜褶皱的方法，所述检测调光玻璃的调光膜褶皱的方法包括：获取玻璃板的弹性模量和泊松比，获取调光膜的应力应变曲线以及拉伸极限强度、剪切极限强度和压缩极限强度；将调光膜和至少两片玻璃板进行合片，得到调光玻璃；对所述调光玻璃的合片过程进行仿真建模；根据所述仿真建模的计算结果，获取应变沿边界线的分布曲线，并通过求导得到沿边界线分布的应变梯度；根据所述分布曲线或所述应变梯度判断所述调光玻璃的调光膜是否产生褶皱。根据分布曲线或应变梯度判断调光膜是否产生褶皱，相对于现有技术更加准确、快捷。本申请还提供了一种检测调光玻璃的调光膜褶皱的系统。

Description

检测调光玻璃的调光膜褶皱的方法及系统
技术领域
本申请涉及仿真分析技术领域，尤其是涉及一种检测调光玻璃的调光膜褶皱的方法及系统。
背景技术
调光膜的应用非常广泛且重要，例如应用在汽车上形成调光玻璃。调光玻璃在制作过程中，对于调光膜与玻璃板合片压制的过程中，调光膜的局部被施加压应力，一旦外载荷施加的压应力超过临界应力，调光膜便会产生局部屈曲的现象，即褶皱。
目前，现有技术判断调光膜褶皱是否产生时容易出现误判、漏判的情况。
发明内容
本申请公开了一种检测调光玻璃的调光膜褶皱的方法，能够解决误判、漏判调光膜是否出现褶皱和张紧的技术问题。
第一方面，本申请提供了一种检测调光玻璃的调光膜褶皱的方法，所述检测调光玻璃的调光膜褶皱的方法包括：
获取玻璃板的弹性模量和泊松比，获取调光膜的应力应变曲线以及拉伸极限强度、剪切极限强度和压缩极限强度；
将调光膜和至少两片玻璃板进行合片，得到调光玻璃；
对所述调光玻璃的合片过程进行仿真建模；
根据所述仿真建模的计算结果，获取应变沿边界线的分布曲线，并通过求导得到沿边界线分布的应变梯度；
根据所述分布曲线或所述应变梯度判断所述调光玻璃的调光膜是否产生褶皱。
通过对玻璃板、调光膜合片的过程仿真建模得到的应变沿边界线的分布曲线，并求导得到沿边界线的应变梯度，根据分布曲线或应变梯度判断调光膜是否产生褶皱，相对于现有技术更加准确、快捷。
进一步的，所述对对所述调光玻璃的合片过程进行仿真建模，具体包括：
对玻璃板、调光膜进行网格划分，且玻璃板采用实体单元，调光膜采用壳单元；
输入玻璃板的弹性模量和泊松比，并输入调光膜对应的应力应变曲线及拉伸、剪切、压缩极限强度；
定义玻璃板及调光膜的接触类型，分别设置调光膜上下两片玻璃板与调光膜形成两对接触对，同时设置接触起作用的载荷步；
定义玻璃板和调光膜合片的边界条件，设置载荷步的时间周期、步长、最大增量步信息；
根据载荷步的时间周期、步长、最大增量步信息计算调光膜的变形和应力。
进一步的，对玻璃板、调光膜进行网格划分的尺寸小于或等于5mm。
进一步的，玻璃板及调光膜区域的接触类型为切向摩擦。
进一步的，根据应变梯度判断调光膜是否产生褶皱，具体包括：当应变沿边界线的分布曲线未出现正负交替时，且应变梯度大于或等于预设阈值时，调光膜产生褶皱。
进一步的，当应变沿边界线的分布曲线出现正负交替时，调光膜产生褶皱。
第二方面，本申请还提供了一种检测调光玻璃的调光膜褶皱的系统，所述检测调光玻璃的调光膜褶皱的系统包括：
获取模块，用于获取玻璃板的弹性模量和泊松比，获取调光膜的应力应变曲线以及拉伸极限强度、剪切极限强度和压缩极限强度；
合片模块，用于将调光膜和至少两片玻璃板进行合片，得到调光玻璃；
仿真模块，用于对所述调光玻璃的合片过程进行仿真建模；
计算模块，用于根据所述仿真建模的计算结果，获取应变沿边界线的分布曲线，并通过求导得到沿边界线分布的应变梯度；
判断模块，用于根据所述分布曲线或所述应变梯度判断所述调光玻璃的调光膜是否产生褶皱。
进一步的，所述仿真模块还包括：
划分子模块，用于对玻璃板、调光膜进行网格划分，且玻璃板采用实体单元，调光膜采用壳单元；
输入子模块，用于输入玻璃板的弹性模量和泊松比，并输入调光膜对应的应力应变曲线及拉伸、剪切、压缩极限强度；
定义子模块，用于定义玻璃板及调光膜的接触类型，分别设置调光膜上下两片玻璃板与调光膜形成两对接触对，同时设置接触起作用的载荷步；
所述定义子模块还用于定义玻璃板和调光膜合片的边界条件，设置载荷步的时间周期、步长、最大增量步信息；
计算子模块，用于根据载荷步的时间周期、步长、最大增量步信息计算调光膜的变形和应力。
进一步的，当应变沿边界线的分布曲线出现正负交替时，所述判断模块判断调光膜产生褶皱。
进一步的，当应变沿边界线的分布曲线未出现正负交替时，且应变梯度大于或等于预设阈值时，所述判断模块判断调光膜产生褶皱。
附图说明
为了更清楚的说明本申请实施方式中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请第一实施方式提供的检测调光玻璃的调光膜褶皱的方法流程示意图。
图2为本申请一实施例提供的仿真建模流程示意图。
图3为本申请一实施例提供的分布曲线示意图。
图4为本申请一实施例提供的应变梯度示意图。
图5为本申请一实施例提供的检测调光玻璃的调光膜褶皱的系统框架示意图。
图6为本申请一实施例提供的仿真模块框架示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。
本申请提供了一种检测调光玻璃的调光膜褶皱的方法，请参阅图1，图1为本申请第一实施方式提供的检测调光玻璃的调光膜褶皱的方法流程示意图。所述检测调光玻璃的调光膜褶皱的方法包括：步骤S101、S102、S103、S104、S105，所述步骤S101、S102、S103、S104、S105的详细描述如下。
S101，获取玻璃板的弹性模量和泊松比，获取调光膜的应力应变曲线以及拉伸极限强度、剪切极限强度和压缩极限强度；
具体的，所述获取玻璃板的弹性模量和泊松比，可以通过对玻璃板进行拉伸实验或声频法获得。获取调光膜的应力应变曲线以及拉伸极限强度、剪切极限强度和压缩极限强度，则可以通过对调光膜进行拉伸实验、剪切实验、压缩实验获得。
具体的，由于不同的玻璃板的弹性模量和泊松比，调光膜的应力应变曲线及拉伸、剪切、压缩极限强度不同，则不同的玻璃板、调光膜进行合片形成的调光玻璃产生褶皱的条件也可能不同，故需要在仿真建模之前，对玻璃板进行拉伸试验或声频法以获取玻璃板的弹性模量和泊松比，对调光膜进行拉伸、剪切、压缩，以获取对应的应力应变曲线及拉伸、剪切、压缩极限强度。
S102，将调光膜和至少两片玻璃板进行合片，得到调光玻璃；
具体的，所谓合片是指将玻璃板分别贴合于调光膜后进行压制，使得调光膜两侧的玻璃板完全贴合于调光膜。可以理解的，玻璃板起到保护及固定调光膜的作用。
S103，对所述调光玻璃的合片过程进行仿真建模；
具体的，在本实施例中，采用有限元软件对玻璃板、调光膜合片的过程进行仿真建模。所谓有限元软件是指基于结构力学分析的一种现代计算方法，能够动态特性的分析玻璃板、调光膜合片的过程中的应力以及调光膜应变的变化。
S104，根据所述仿真建模的计算结果，获取应变沿边界线的分布曲线，并通过求导得到沿边界线分布的应变梯度；
具体的，由于在玻璃板、调光膜合片的过程中，褶皱容易产生于调光膜的边界部分，故根据仿真建模结果计算得到应变沿边界线的分布曲线。
S105，根据所述分布曲线或所述应变梯度判断所述调光玻璃的调光膜是否产生褶皱。
可以理解的，在本实施例中，通过对玻璃板、调光膜合片的过程仿真建模得到的应变沿边界线的分布曲线，并求导得到沿边界线的应变梯度，根据分布曲线或应变梯度判断调光膜是否产生褶皱，相对于现有技术更加准确、快捷。
在一种可能的实施例中，请一并参阅图2，图2为本申请一实施例提供的仿真建模流程示意图。所述对所述调光玻璃的合片过程进行仿真建模，具体包括：步骤S201、S202、S203、S204、S205，所述步骤S201、S202、S203、S204、S205的详细描述如下。
S201，对玻璃板、调光膜进行网格划分，且玻璃板采用实体单元，调光膜采用壳单元；
具体的，在有限元软件中对玻璃板、膜片进行网格划分，且为保证计算精度，玻璃板的实体单元使用六面体、调光膜的壳单元使用四边形划分网格。所谓实体单元是指一种可以在其任何表面与其他单元连接起来的数学建模，此种建模适合玻璃板这种厚截面的热应力分析。所谓壳单元是指一种模拟一维尺寸远小于另外两维尺寸，且垂直于厚度方向的应力可以忽略的数学建模，此种建模适合调光膜这种薄截面的热应力分析。
S202，输入玻璃板的弹性模量和泊松比，并输入调光膜对应的应力应变曲线及拉伸、剪切、压缩极限强度；
S203，定义玻璃板及调光膜的接触类型，分别定义调光膜上下两片玻璃板与调光膜形成两对接触对，同时定义接触起作用的载荷步；
具体的，所谓载荷步是指在每一次力或位移等求解条件加载于玻璃板及调光膜后，有限元软件进行一次计算为一步载荷步，且接触起作用的载荷步是指对调光膜产生应变的载荷步。
S204，定义玻璃板和调光膜合片的边界条件，且定义载荷步的时间周期、步长、最大增量步信息；
S205，根据载荷步的时间周期、步长、最大增量步信息计算调光膜的变形和应力。
在一种可能的实施例中，对玻璃板、调光膜网格划分的尺寸小于等于5mm。
可以理解的，对玻璃板、调光膜网格划分的尺寸越小，计算精度越高，尤其是对调光膜的网格划分尺寸。只要不影响计算精度，本申请对玻璃板、调光膜网格划分的尺寸不加以限制。
在一种可能的实施例中，玻璃板及调光膜的接触类型为切向摩擦。
可以理解的，当应力作用于玻璃板及调光膜时，玻璃板及调光膜在平行于层叠方向上可能产生位移，故玻璃板及调光膜的接触类型为切向摩擦。
在一种可能的实施例中，请一并参阅图3，图3为本申请一实施例提供的分布曲线示意图。当应变沿边界线的分布曲线未出现正负交替时，且应变梯度大于或等于预设阈值时，调光膜产生褶皱。
具体的，当应变沿边界线的分布曲线未出现正负交替时，也就是说调光膜在边界交替点的应变方向相同时，也是有可能产生褶皱的。如图3所示，当应变梯度大于或等于预设阈值时，也就是
Figure BDA0002830847820000061
则可以判断为调光膜产生褶皱，其中，ε1/ΔL1为第一段调光膜的应变梯度，ΔεC为预设阈值。
反之，如图3所示，当应变梯度小于预设阈值时，也就是
Figure BDA0002830847820000062
则可以按为调光膜未产生褶皱，其中ε2/ΔL2为第二段调光膜的应变梯度。
可以理解的，当调光膜在一定距离上的应变梯度变化较大时，则可以判断为调光膜产生褶皱。
在一种可能的实施例中，请一并参阅图4，图4为本申请一实施例提供的应变梯度示意图。如图4所示为应变梯度沿调光膜边界线的分布曲线示意图，图4分别包括数值为0.00003及-0.00003的两条应变梯度临界值。可以理解的，当调光膜的应变梯度超过了应变梯度临界值，也就是说调光膜的应变梯度大于较大的应变梯度临界值，或者小于较小的应变梯度临界值，调光膜都会产生褶皱，而位于两个应变梯度临界值之间的调光膜部分则未产生褶皱。可以理解的，在其他可能的实施例中，根据玻璃板及调光膜材料的不同，应变梯度临界值还可以是其他值，本申请对此不加以限制。
在一种可能的实施例中，当应变沿边界线的分布曲线出现正负交替时，调光膜产生褶皱。
可以理解的，应变沿边界线的分布曲线出现正负交替，说明调光膜在边界交替点的应变方向相反，则可以判断为调光膜产生褶皱。
本申请还提供了一种检测调光玻璃的调光膜褶皱的系统1，请一并参阅图5，图5为本申请一实施例提供的检测调光玻璃的调光膜褶皱的系统框架示意图。所述检测调光玻璃的调光膜褶皱的系统1包括：获取模块11、合片模块12、仿真模块13、计算模块14及判断模块15。所述获取模块11用于获取玻璃板的弹性模量和泊松比，获取调光膜的应力应变曲线以及拉伸极限强度、剪切极限强度和压缩极限强度。所述合片模块12用于将调光膜和至少两片玻璃板进行合片，得到调光玻璃。所述仿真模块13用于对所述调光玻璃的合片过程进行仿真建模。所述计算模块14用于根据所述仿真建模的计算结果，获取应变沿边界线的分布曲线，并通过求导得到沿边界线分布的应变梯度。所述判断模块15用于根据所述分布曲线或所述应变梯度判断所述调光玻璃的调光膜是否产生褶皱。
在一种可能的实施例中，请一并参阅图6，图6为本申请一实施例提供的仿真模块框架示意图。所述仿真模块13还包括：划分子模块131、输入子模块132、定义子模块133及计算子模块134。所述划分子模块131用于对玻璃板、调光膜进行网格划分，且玻璃板采用实体单元，调光膜采用壳单元。所述输入子模块132用于输入玻璃板的弹性模量和泊松比，并输入调光膜对应的应力应变曲线及拉伸、剪切、压缩极限强度。所述定义子模块133用于定义玻璃板及调光膜的接触类型，分别定义调光膜上下两片玻璃板与调光膜形成两对接触对，同时定义接触起作用的载荷步。所述定义子模块133还用于定义玻璃板和调光膜合片的边界条件，且定义载荷步的时间周期、步长、最大增量步信息。所述计算子模块134用于根据载荷步的时间周期、步长、最大增量步信息计算调光膜的变形和应力。
在一种可能的实施例中，当应变沿边界线的分布曲线出现正负交替时，所述判断模块15判断调光膜产生褶皱。
在一种可能的实施例中，请再次参阅图3及上文描述，当应变沿边界线的分布曲线未出现正负交替时，且应变梯度大于或等于预设阈值时，所述判断模块15判断调光膜产生褶皱。
本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (6)

1.一种检测调光玻璃的调光膜褶皱的方法，其特征在于，所述检测调光玻璃的调光膜褶皱的方法包括：
获取玻璃板的弹性模量和泊松比，获取调光膜的应力应变曲线以及拉伸极限强度、剪切极限强度和压缩极限强度；
将调光膜和至少两片玻璃板进行合片，得到调光玻璃；
对所述调光玻璃的合片过程进行仿真建模；
根据所述仿真建模的计算结果，获取应变沿边界线的分布曲线，并通过求导得到沿边界线分布的应变梯度；
根据所述分布曲线或所述应变梯度判断所述调光玻璃的调光膜是否产生褶皱；
当应变沿边界线的分布曲线出现正负交替时，调光膜产生褶皱；
当应变沿边界线的分布曲线未出现正负交替时，且应变梯度大于或等于预设阈值时，调光膜产生褶皱。
2.如权利要求1所述的检测调光玻璃的调光膜褶皱的方法，其特征在于，所述对所述调光玻璃的合片过程进行仿真建模，具体包括：
对玻璃板、调光膜进行网格划分，且玻璃板采用实体单元，调光膜采用壳单元；
输入玻璃板的弹性模量和泊松比，并输入调光膜对应的应力应变曲线及拉伸、剪切、压缩极限强度；
定义玻璃板及调光膜的接触类型，分别定义调光膜上下两片玻璃板与调光膜形成两对接触对，同时定义接触起作用的载荷步；
定义玻璃板和调光膜合片的边界条件，且定义载荷步的时间周期、步长、最大增量步信息；
根据载荷步的时间周期、步长、最大增量步信息计算调光膜的变形和应力。
3.如权利要求2所述的检测调光玻璃的调光膜褶皱的方法，其特征在于，对玻璃板、调光膜进行网格划分的尺寸小于或等于5mm。
4.如权利要求2所述的检测调光玻璃的调光膜褶皱的方法，其特征在于，玻璃板及调光膜的接触类型为切向摩擦。
5.一种检测调光玻璃的调光膜褶皱的系统，其特征在于，所述检测调光玻璃的调光膜褶皱的系统包括：
获取模块，用于获取玻璃板的弹性模量和泊松比，获取调光膜的应力应变曲线以及拉伸极限强度、剪切极限强度和压缩极限强度；
合片模块，用于将调光膜和至少两片玻璃板进行合片，得到调光玻璃；
仿真模块，用于对所述调光玻璃的合片过程进行仿真建模；
计算模块，用于根据所述仿真建模的计算结果，获取应变沿边界线的分布曲线，并通过求导得到沿边界线分布的应变梯度；
判断模块，用于根据所述分布曲线或所述应变梯度判断所述调光玻璃的调光膜是否产生褶皱；
当应变沿边界线的分布曲线出现正负交替时，所述判断模块判断调光膜产生褶皱；
当应变沿边界线的分布曲线未出现正负交替时，且应变梯度大于或等于预设阈值时，所述判断模块判断调光膜产生褶皱。
6.如权利要求5所述的检测调光玻璃的调光膜褶皱的系统，其特征在于，所述仿真模块还包括：
划分子模块，用于对玻璃板、调光膜进行网格划分，且玻璃板采用实体单元，调光膜采用壳单元；
输入子模块，用于输入玻璃板的弹性模量和泊松比，并输入调光膜对应的应力应变曲线及拉伸、剪切、压缩极限强度；
定义子模块，用于定义玻璃板及调光膜的接触类型，分别定义调光膜上下两片玻璃板与调光膜形成两对接触对，同时定义接触起作用的载荷步；
所述定义子模块还用于定义玻璃板和调光膜合片的边界条件，且定义载荷步的时间周期、步长、最大增量步信息；
计算子模块，用于根据载荷步的时间周期、步长、最大增量步信息计算调光膜的变形和应力。
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