德维创数据在准静态弯曲下单片和夹层玻璃的相场断裂建模中的应用

应用介绍

这是一个有趣的应用，客户需要预测和建模玻璃裂纹的起始和扩展状态，特别是针对单片和夹层玻璃。它是由一个专门研究力学的机构完成的。层压玻璃保留了玻璃的光学质量和结构应用，同时提供了一定水平的后断裂阻力。这一点尤其重要，例如在地震、撞击或类似的灾难之后，在这种不可预见的事件的情况下，结构的可靠性是非常重要的，可以通过层压来增加。本研究一直是固体力学中的一个挑战，但用于建模的相场断裂和损伤公式已成为模拟脆性固体断裂的一个强大和成熟的工具。这些方法可以预测裂纹的起始阶段和处理复杂的裂纹模式，为许多问题提供了很好的结果。研究和理解其结构性能是确定裂纹起始点和预测其扩展的关键因素。由此产生的断裂模式可以指出失败的原因，并为诊断解释提供重要的信息。一些模式的例子可以在图中看到，该模式是否对应于由均匀载荷、热应力、不稳定性、镍内含物或软硬冲击引起的过应力。

小组重点研究层压玻璃断裂前和断裂后弯曲。目的是预测多层样品在应力和偏转方面的弯曲响应。讨论了相应的断裂模式，并通过数值模型进行了预测。关于夹层玻璃断裂建模的实际应用性，应阐述相场公式的优缺点。首先，对弯曲下进行了数值案例研究，观察到不同的影响。例如，降维的效果。然后，进行了实验测试，包括层压玻璃的材料组成、材料模型测试和准静态弯曲试验。

准静态弯曲试验

关于本研究的细节，将简要解释准静态弯曲试验。对5个带有乙烯-乙酸乙烯酯夹层的退火玻璃样品和5个带有聚乙烯基缩丁醛夹层的退火玻璃样品进行了测试。样品被放置在圆柱形支架上，用橡胶垫分开，如图7所示。用两个线性变差分变压器测量了偏转量。8个应变计附着在表面，而5个在压缩下附着在上表面，3个在张力下附着在下表面，如图所示。本测试采用德德维创Dewetron数据采集测量系统进行数据采集，采样率为10 Hz。为了获得正态应力的分布，应变计被纵向放置。为了分析第一次断裂前的响应并获得失效应力，在张力下在弯曲力矩最大的地方放置了三个应变计。为了监测玻璃断裂后的行为，另外两组压力表被放置在上表面上进行压缩。通过这种四分之一桥式应变表的布置，可以测量出沿玻璃长度的轴向应变。