RU2020102029A - Способ неразрушающей проверки способности остекления выдерживать удар - Google Patents

Способ неразрушающей проверки способности остекления выдерживать удар Download PDF

Info

Publication number
RU2020102029A
RU2020102029A RU2020102029A RU2020102029A RU2020102029A RU 2020102029 A RU2020102029 A RU 2020102029A RU 2020102029 A RU2020102029 A RU 2020102029A RU 2020102029 A RU2020102029 A RU 2020102029A RU 2020102029 A RU2020102029 A RU 2020102029A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
glazing
glass sheet
impact
glass
finite element
Prior art date
Application number
RU2020102029A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2020102029A3 (ru
RU2768308C2 (ru
Inventor
Жан-Шарль СОВЕСТИ
Кароль ФРЕДИ
Original Assignee
Сэн-Гобэн Гласс Франс
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сэн-Гобэн Гласс Франс filed Critical Сэн-Гобэн Гласс Франс
Publication of RU2020102029A publication Critical patent/RU2020102029A/ru
Publication of RU2020102029A3 publication Critical patent/RU2020102029A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2768308C2 publication Critical patent/RU2768308C2/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G06F30/23—Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
    • B60J1/00—Windows; Windscreens; Accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
    • B64C1/14—Windows; Doors; Hatch covers or access panels; Surrounding frame structures; Canopies; Windscreens accessories therefor, e.g. pressure sensors, water deflectors, hinges, seals, handles, latches, windscreen wipers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/30—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/15—Vehicle, aircraft or watercraft design
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0058—Kind of property studied
    • G01N2203/006—Crack, flaws, fracture or rupture
    • G01N2203/0067—Fracture or rupture
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2113/00—Details relating to the application field
    • G06F2113/24—Sheet material
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
  • Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Transportation (AREA)

Claims (44)

1. Неразрушающий способ подтверждения того, что остекление (1), установленное в конструкцию (7), выдерживает динамическое ударное воздействие, причем остекление (1) содержит по меньшей мере один стеклянный лист (11, 13, 15), отличающийся тем, что способ включает этапы, на которых:
- по численной конечно-элементной модели (FE_IMP) для остекления (1), установленного в конструкции (7) и подвергшегося ударному воздействию, с использованием закона поведения материала (MAT_i) каждого стеклянного листа (11, 13, 15) рассчитывают огибающую максимальных напряжений для (σm_i) для по меньшей мере одного критического стеклянного листа (11, 13, 15) остекления;
- для по меньшей мере критического стеклянного листа (11, 13, 15) остекления сравнивают огибающую максимальных напряжений (σm_i) с разрушающим напряжением (σr_i) стеклянного листа, полученным экспериментальным методом определения разрушающего напряжения стеклянного листа, выбранным в зависимости от типа удара.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что остекление (1) представляет собой многослойное стекло, содержащее пакет из по меньшей мере одного стеклянного листа (11, 13, 15) и полимерной вставки (12, 14), причем способ включает этапы, на которых:
- по численной конечно-элементной модели (FE_IMP) многослойного стекла (1), установленного в конструкцию (7) и подвергшегося удару, с использованием закона поведения (MAT_i) материала каждого стеклянного листа (11, 13, 15), закона поведения (VISCMOD_j) материала каждой полимерной вставки (12, 14) и закона поведения (INT_ij) каждой границы раздела между стеклянным листом и полимерной вставкой рассчитывают огибающую максимальных напряжений (σm_i) для по меньшей мере одного критического стеклянного листа (11, 13, 15) многослойного стекла;
- для по меньшей мере критического стеклянного листа (11, 13, 15) многослойного стекла сравнивают огибающую максимальных напряжений (σm_i) с разрушающим напряжением (σr_i) стеклянного листа, полученным экспериментальным методом определения разрушающего напряжения стеклянного листа, выбранным в зависимости от типа удара.
3. Способ изготовления остекления (1) таким образом, чтобы оно, будучи установленным в конструкцию (7), выдерживало динамическое ударное воздействие, причем остекление (1) содержит по меньшей мере один стеклянный лист (11, 13, 15), отличающийся тем, что способ включает этапы, на которых:
- по численной конечно-элементной модели (FE_IMP) многослойного стекла (1), установленного в конструкцию (7) и подвергшегося удару, с использованием закона поведения (MAT_i) материала каждого стеклянного листа (11, 13, 15) рассчитывают огибающую максимальных напряжений (σm_i_p) для по меньшей мере одного критического стеклянного листа (11, 13, 15) остекления в зависимости от размеров (h_i, h_j) остекления;
- подбирают характеристики остекления (1), в том числе его размеры (h_i, h_j), материал каждого стеклянного листа (11, 13, 15) таким образом, чтобы огибающая максимальных напряжений (σm_i_p) на по меньшей мере критическом стеклянном листе (11, 13, 15) остекления была строго меньше разрушающего напряжения (σr_i) стеклянного листа, полученного экспериментальным методом определения разрушающего напряжения стеклянного листа, выбранным в зависимости от типа удара, имея при этом оптимизированные размеры остекления;
- подготавливают и собирают каждый стеклянный лист (11, 13, 15) остекления с подобранными характеристиками (h_i, h_j).
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что остекление (1) представляет собой многослойное стекло, содержащее пакет из по меньшей мере одного стеклянного листа (11, 13, 15) и полимерной вставки (12, 14), причем способ включает этапы, на которых:
- по численной конечно-элементной модели (FE_IMP) многослойного стекла (1), установленного в конструкцию (7) и подвергшегося удару, с использованием закона поведения (MAT_i) материала каждого стеклянного листа (11, 13, 15), закона поведения (VISCMOD_j) материала каждой полимерной вставки (12, 14) и закона поведения (INT_ij) каждой границы раздела между стеклянным листом и полимерной вставкой рассчитывают огибающую максимальных напряжений (σm_i_p) для по меньшей мере одного критического стеклянного листа (11, 13, 15) многослойного стекла в зависимости от размеров (h_i, h_j) многослойного стекла;
- подбирают характеристики многослойного стекла (1), в том числе его размеры (h_i, h_j), материал каждого стеклянного листа (11, 13, 15), материал каждой полимерной вставки (12, 14), характер каждой границы раздела между стеклянным листом и полимерной вставкой таким образом, чтобы огибающая максимальных напряжений (σm_i_p) для по меньшей мере критического стеклянного листа (11, 13, 15) многослойного стекла была строго меньше разрушающего напряжения (σr_i) стеклянного листа, полученного экспериментальным методом определения разрушающего напряжения стеклянного листа, выбранным в зависимости от типа удара, имея при этом оптимизированные размеры многослойного стекла;
- подготавливают и собирают каждый стеклянный лист (11, 13, 15) и каждую полимерную вставку (12, 14) многослойного стекла с подобранными характеристиками (h_i, h_j).
5. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что численную конечно-элементную модель (FE_IMP) получают путем генерации сетки геометрических моделей ударного элемента (CAD_BRD) и остекления с окружающими его элементами (CAD_GLZ).
6. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что генерацию сетки геометрических моделей ударного элемента (CAD_BRD) и остекления (CAD_GLZ) и расчет огибающей максимальных напряжений (σm_i) для каждого стеклянного листа (11, 13, 15) остекления реализуют с помощью программы анализа методом конечных элементов.
7. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что на вход для расчета методом конечных элементов предоставляют свойства материалов ударного элемента, остекления и окружающих элементов (MAT_BRD, MAT_i, VISCMOD_j, LAW_SEAL) для по меньшей мере диапазонов частот и температур, характерных для удара.
8. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что на вход для расчета методом конечных элементов предоставляют характеристики ударного воздействия, в частности место и угол воздействия на остекление ударным элементом, относительную скорость между остеклением и ударным элементом, массу ударного элемента, температуру каждого компонента.
9. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что метод, выбранный для определения разрушающего напряжения стеклянного листа, представляет собой испытание на удар с использованием стенда для бросания с высоты, испытание на изгиб методом кольца на штативе без вдавливания или испытание на изгиб методом кольца на штативе после вдавливания.
10. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что остекление (1) содержит по меньшей мере один лист (11, 13, 15) из минерального стекла, усиленный химической закалкой, и метод, выбранный для определения разрушающего напряжения стеклянного листа, представляет собой испытание на изгиб методом кольца на штативе после вдавливания.
11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что глубину вдавливания выбирают больше максимального размера дефекта стекла и меньше глубины сжатия, создаваемого в результате химической закалки.
12. Способ по любому из пп. 1-11, отличающийся тем, что остекление (1) представляет собой многослойное стекло самолета, состоящее из пакета из трех стеклянных листов (11, 13, 15) и двух полимерных вставок (12, 14), введенных между стеклянными листами.
13. Способ по любому из пп. 1-11, отличающийся тем, что остекление представляет собой многослойное стекло вертолета, состоящее из пакета, содержащего по меньшей мере один стеклянный лист и полимерную вставку.
14. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что остекление (1) представляет собой многослойное стекло, содержащее пакет из по меньшей мере одного стеклянного листа (11, 13, 15) и полимерной вставки (12, 14), и закон поведения материала каждой полимерной вставки (12, 14) остекления (1) соответствует вязкоупругой модели (VISCMOD_j), определяемой путем выполнения следующих шагов:
- устанавливают, исходя из результатов динамометрического анализа образца полимерной вставки (12, 14), кривую изменения динамического модуля упругости G’(f) материала в зависимости от частоты для разных температур и кривую изменения модуля потерь G"(f) материала в зависимости от частоты для разных температур;
- исходя из данных по G’(f) и G"(f), строят опорную кривую для динамического модуля упругости G’ и модуля потерь G" на по меньшей мере диапазонах частот и температур, характерных для удара, используя, например, закон эквивалентности частота/температура, установленный по методу ВЛФ (Вильямса-Ландела-Ферри);
- определяют параметры вязкоупругой модели материала, из которого состоит полимерная вставка (12, 14), путем идентификации ряда Прони на опорной кривой, в виде
Figure 00000001
где G0 означает мгновенный модуль, gk означают относительные модули и τk означает время релаксации.
15. Остекление (1), способное выдерживать заданное динамическое ударное воздействие, когда оно установлено в заданную конструкцию, отличающееся тем, что оно получено способом по любому из предыдущих пунктов.
16. Компьютерная программа, содержащая инструкции для исполнения всех или части этапов способа по любому из пп. 1-14, когда указанная программа выполняется компьютером.
17. Носитель записи, считываемый компьютером, на котором записана компьютерная программа, содержащая инструкции для исполнения всех или части этапов способа по любому из пп. 1-14.
18. Терминал, содержащий блок обработки (33), предназначенный для:
- расчета, путем анализа методом конечных элементов, огибающей максимальных напряжений (σm_i, σm_i_p) на каждом стеклянном листе остекления, вставленном в конструкцию и подвергающемся динамическому ударному воздействию, причем остекление содержит по меньшей мере один стеклянный лист, с использованием численной конечно-элементной модели (FE_IMP) остекления, вставленного в конструкцию и подвергшегося удару, с использованием закона поведения (MAT_i) материала каждого стеклянного листа (11, 13, 15) и
- сравнения огибающей максимальных напряжений (σm_i, σm_i_p), рассчитанной для каждого стеклянного листа остекления, со значением разрушающего напряжения (σr_i) стеклянного листа, полученным экспериментальным методом определения разрушающего напряжения стекла, выбранным в зависимости от типа удара.
19. Терминал по п. 18, в котором блок обработки (33) предназначен также для:
- расчета по методу конечных элементов огибающей максимальных напряжений (σm_i_p) для каждого стеклянного листа остекления в зависимости от размеров (h_i, h_j) остекления и
- подгонки размеров (h_i, h_j) остекления таким образом, чтобы огибающая максимальных напряжений (σm_i_p), рассчитанная для каждого стеклянного листа остекления, была строго меньше разрушающего напряжения стеклянного листа (σr_i), полученного экспериментальным методом определения разрушающего напряжения стекла, выбранным в зависимости от типа удара, имея при этом оптимизированные размеры остекления.
20. Система (30) оценки по методу конечных элементов, что остекление (1), установленное в конструкцию (7), выдерживает динамическое ударное воздействие, причем остекление (1) содержит по меньшей мере один стеклянный лист (11, 13, 15), причем система включает в себя:
- графический интерфейс (31), предназначенный для отображения моделей ударного элемента (9) и остекления (1) с окружающими его элементами (3, 5, 7), выдачи входных данных для анализа методом конечных элементов и отображения результатов анализа методом конечных элементов;
- блок моделирования материалов (32) ударного элемента (9), каждого стеклянного листа (11, 13, 15) остекления (1) и окружающих элементов (3, 5, 7) для определения свойств этих материалов на по меньшей мере диапазонах частот и температур, характерных для удара;
- блок моделирования удара (33) для определения, в частности, места и угла ударного воздействия на остекление (1) ударным элементом (9), относительной скорости между остеклением и ударным элементом, температуры каждого компонента;
- блок обработки (34) для построения численной конечно-элементной модели (FE_IMP) остекления (1), установленного в конструкцию (7) и подвергшегося ударному воздействию, для реализации анализа методом конечных элементов, расчета огибающей максимальных напряжений (σm_i, σm_i_p) каждого стеклянного листа (11, 13, 15) остекления.
21. Система по п. 20, в которой блок обработки (34) использует данные, определенные в блоке моделирования материалов (32) и блоке моделирования удара (33).
RU2020102029A 2017-06-22 2018-06-07 Остекление, система оценки способности остекления выдерживать удар, терминал и его применение при оценке способности остекления выдерживать удар RU2768308C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1755709 2017-06-22
FR1755709A FR3068136B1 (fr) 2017-06-22 2017-06-22 Obtention d'un vitrage resistant a un impact
PCT/EP2018/064992 WO2018234051A1 (fr) 2017-06-22 2018-06-07 Procédé non destructive de validation qu'un vitrage résiste à un impact

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2020102029A true RU2020102029A (ru) 2021-07-22
RU2020102029A3 RU2020102029A3 (ru) 2021-07-29
RU2768308C2 RU2768308C2 (ru) 2022-03-23

Family

ID=59930500

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020102029A RU2768308C2 (ru) 2017-06-22 2018-06-07 Остекление, система оценки способности остекления выдерживать удар, терминал и его применение при оценке способности остекления выдерживать удар

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20200226308A1 (ru)
EP (1) EP3642742A1 (ru)
KR (1) KR20200019720A (ru)
CN (1) CN110945512A (ru)
BR (1) BR112019027126A2 (ru)
CA (1) CA3067403A1 (ru)
FR (1) FR3068136B1 (ru)
IL (1) IL271363A (ru)
RU (1) RU2768308C2 (ru)
WO (1) WO2018234051A1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112763005A (zh) * 2021-01-27 2021-05-07 河南扬名科技有限公司 一种铝合金防火窗性能检测方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09183626A (ja) * 1995-12-28 1997-07-15 Central Glass Co Ltd 薄板強化ガラス
JP4339745B2 (ja) * 2003-08-22 2009-10-07 積水化学工業株式会社 合わせガラス及び合わせガラス用中間膜
JP2005306326A (ja) * 2004-04-26 2005-11-04 Honda Motor Co Ltd 合せガラス及び合せガラス用中間膜
FR2944521B1 (fr) * 2009-04-20 2012-08-24 Saint Gobain Procede de dimensionnement d'un vitrage feuillete et vitrage feuillete
FR2947257B1 (fr) * 2009-06-30 2011-06-24 Saint Gobain Procede de fabrication d'un element de vitrage feuillete
DE102012014372A1 (de) * 2012-07-20 2013-03-14 Daimler Ag Verbundscheibe für einen Kraftwagen
JP6012003B2 (ja) * 2012-07-27 2016-10-25 日本電気硝子株式会社 板ガラスの製造方法、及び板ガラスの製造装置
CN106715353A (zh) * 2014-09-30 2017-05-24 积水化学工业株式会社 玻璃板贴合用树脂膜、含有玻璃板的叠层体及玻璃板贴合用树脂膜的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
RU2020102029A3 (ru) 2021-07-29
FR3068136A1 (fr) 2018-12-28
RU2768308C2 (ru) 2022-03-23
CN110945512A (zh) 2020-03-31
FR3068136B1 (fr) 2021-04-02
BR112019027126A2 (pt) 2020-07-07
CA3067403A1 (fr) 2018-12-27
WO2018234051A1 (fr) 2018-12-27
IL271363A (en) 2020-02-27
KR20200019720A (ko) 2020-02-24
EP3642742A1 (fr) 2020-04-29
US20200226308A1 (en) 2020-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108170959B (zh) 基于离散元的岩体力学响应数值分析方法及装置
Dere et al. Nonlinear FE modeling of reinforced concrete
Manes et al. Experimental and numerical investigations of low velocity impact on sandwich panels
Booysen et al. Fatigue life assessment of a low pressure steam turbine blade during transient resonant conditions using a probabilistic approach
Jezernik et al. Numerical modelling of fatigue crack initiation and growth of martensitic steels
Foster et al. Shock testing accelerometers with a Hopkinson pressure bar
Wasantha et al. A new parameter to describe the persistency of non-persistent joints
Domaneschi Experimental and numerical study of standard impact tests on polypropylene pipes with brittle behaviour
JP2014010047A (ja) 応力−ひずみ曲線式を出力するためのプログラム及びその装置並びに弾性材料の物性評価方法
RU2020102029A (ru) Способ неразрушающей проверки способности остекления выдерживать удар
Calvo et al. Probabilistic formulation of the multiaxial fatigue damage of Liu
CN101866377A (zh) 计算机辅助工程分析中模拟材料老化效应的方法和系统
Plotzitza et al. Techniques for numerical simulations of concrete slabs for demolishing by blasting
KR20160088756A (ko) 유한요소해에 기초한 경화재의 비커스 압입파괴인성 평가방법
Kariyawasam et al. Simulation of low cycle fatigue with Abaqus/FEA
Parrinello A rate-pressure-dependent thermodynamically-consistent phase field model for the description of failure patterns in dynamic brittle fracture
Tahmasebinia et al. Simulation of the reinforced concrete slabs under impact loading
JP2009174886A (ja) 表面改質部に対する機械的特性評価方法
Ambroziak et al. Survey of modern trends in analysis of continuum damage mechanics
Bui et al. Numerical failure simulation of quasi-brittle materials using a second-order implicit gradient damage theory
Naik et al. Vibration Analysis of a Cracked Beam Using Various Techniques-A Review
Alkarawi A study of fatigue damage models for assessment of steel structures
Gokce Prediction of Nonlinear Dynamic Impact Force History by Finite Element Method.
LUPEA The Modulus of Elasticity Estimation by using FEA and a frequency response function
Kang et al. Experimental and numerical study of the dynamic failure behavior of rock materials subjected to various impact loads