获得耐冲击装配玻璃制造技术

该方法的目的是获得当其安装在结构（7）中时能够承受动态冲击，如安装在飞机中的装配玻璃的鸟撞（9）的装配玻璃（1），该装配玻璃（1）包含至少一块玻璃板，该方法包括以下步骤，其中：‑借助安装在结构中并施以冲击的装配玻璃的有限元数值模型，使用各玻璃板的构成材料的表现法则，计算该装配玻璃的各玻璃板上的最大应力包络线；‑对该装配玻璃的各玻璃板，将最大应力包络线与根据随冲击类型所选的测定玻璃板的断裂应力的实验方法获得的玻璃板的断裂应力进行比较。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】获得耐冲击装配玻璃本专利技术涉及用于验证安装在结构中的装配玻璃承受动态冲击（如飞机装配玻璃的鸟击）的无损方法。本专利技术还涉及制造装配玻璃以使其能够承受动态冲击的方法。在本专利技术的含义中，术语“装配玻璃”理解为是指包含至少一块玻璃板的结构。此外，术语“层压装配玻璃”理解为是指包含至少一块玻璃板和一个聚合物夹层的叠层，包括组装在一起的单块玻璃板和单个聚合物夹层的叠层的装配玻璃结构。在本专利技术的上下文中，玻璃板是刚性透明基底，其可以由矿物玻璃制成，或由有机玻璃制成。聚合物夹层是基于聚合物材料的夹层片材，特别是可热成型或压敏的，即用作层压装配玻璃中的夹层的片材类型。其可以是单片夹层或由层、树脂或膜形式的多个聚合物组件组装而成的复合材料夹层。已知经由标准化的破坏性试验用代表实际情况的撞击器测试汽车装配玻璃的耐冲击性，如航空领域中用于飞机或直升飞机装配玻璃的鸟撞试验、用于火车装配玻璃的铺路砖试验、用于装甲车装配玻璃的弹道试验。此类破坏性试验是昂贵的，特别在于它们需要人力以及在破损情况下报废受试的装配玻璃。此外，它们不能优化结构中该装配玻璃的组成和集成，特别是根据装配玻璃或附接系统的材料的刚度。这常常会导致装配玻璃尺寸过大，即相对于可能施加到装配玻璃上的机械应力水平，玻璃板的厚度以及任选在层压装配玻璃情况下该聚合物夹层的厚度过大。因此无法优化该装配玻璃的成本和体量。本专利技术更特别意在通过提供用于验证安装在结构中的装配玻璃承受动态冲击的无损方法以及确保获得同时在体量、成本和耐冲击性方面得到优化的装配玻璃的装备玻璃制造方法来解决这些缺陷。为此，本专利技术的一个主题是验证安装在结构中的装配玻璃承受动态冲击（如安装在飞机中的装配玻璃的鸟击）的无损方法，该装配玻璃包含至少一块玻璃板，其特征在于其包括以下步骤，其中：-借助安装在结构中并施以冲击的装配玻璃的有限元数值模型，使用各玻璃板的构成材料的表现法则（lawofbehavior），计算该装配玻璃的至少一块临界玻璃板上的最大应力包络线（优选计算该装配玻璃的每块玻璃板上的最大应力包络线）；-至少对该装配玻璃的临界玻璃板（优选对该装配玻璃的每块玻璃板），将最大应力包络线与根据随冲击类型所选的测定玻璃板的断裂应力的试验方法获得的玻璃板的断裂应力进行比较，特别是验证该最大应力包络线是否严格低于该断裂应力。根据本专利技术的一个方面，该方法是验证安装在结构中的装配玻璃承受动态冲击的无损方法，该层压装配玻璃包含至少一块玻璃板和一个聚合物夹层的叠层，该方法包括以下步骤，其中：-借助安装在结构中并施以冲击的层压装配玻璃的有限元数值模型，使用各玻璃板的构成材料的表现法则、各聚合物夹层的构成材料的表现法则以及玻璃板与聚合物夹层之间的各界面的表现法则，计算该层压装配玻璃的至少一块临界玻璃板上的最大应力包络线（优选计算该层压装配玻璃的每块玻璃板上的最大应力包络线）；-至少对该层压装配玻璃的临界玻璃板（优选对该层压装配玻璃的每块玻璃板），将最大应力包络线与根据随冲击类型所选的测定玻璃板的断裂应力的试验方法获得的玻璃板的断裂应力进行比较，特别是验证该最大应力包络线是否严格低于该断裂应力。本专利技术的另一主题是制造装配玻璃以使其安装在结构中时能够承受动态冲击（如安装在飞机上的装配玻璃的鸟撞）的方法，该装配玻璃包含至少一块玻璃板，其特征在于其包含以下步骤，其中：-借助安装在结构中并施以冲击的装配玻璃的有限元数值模型，使用各玻璃板的构成材料的表现法则，根据该装配玻璃的尺寸，计算该装配玻璃的至少一块临界玻璃板上的最大应力包络线（优选计算该装配玻璃的每块玻璃板上的最大应力包络线）；-在其尺寸以及各玻璃板的构成材料中调节该装配玻璃的特性，使得至少对该装配玻璃的临界玻璃板（优选对该装配玻璃的每块玻璃板）计算的最大应力包络线严格低于根据随冲击类型所选的测定玻璃板的断裂应力的试验方法获得的玻璃板的断裂应力，同时具有优化的装配玻璃尺寸；-制备并组装具有调节的特性的装配玻璃的每块玻璃板。根据本专利技术的一个方面，该方法是制造层压装配玻璃的方法，以使其安装在结构中时能够承受动态冲击，该层压装配玻璃包含至少一块玻璃板和一个聚合物夹层的叠层，该方法包括以下步骤，其中：-借助安装在结构中并施以冲击的层压装配玻璃的有限元数值模型，使用各玻璃板的构成材料的表现法则、各聚合物夹层的构成材料的表现法则以及玻璃板与聚合物夹层之间的各界面的表现法则，根据该层压装配玻璃的尺寸，计算该层压装配玻璃的至少一块临界玻璃板上的最大应力包络线（优选计算该层压装配玻璃的每块玻璃板上的最大应力包络线）；-在其尺寸、各玻璃板的构成材料、各聚合物夹层的构成材料以及玻璃板与聚合物夹层之间各界面的性质中调节该层压装配玻璃的特性，使得至少对该层压装配玻璃的临界玻璃板（优选对该层压装配玻璃的每块玻璃板）计算的最大应力包络线严格低于根据随冲击类型所选的测定玻璃板的断裂应力的试验方法获得的玻璃板的断裂应力，同时具有优化的层压装配玻璃尺寸；-制备并组装具有调节的特性的层压装配玻璃的每块玻璃板和每个聚合物夹层。在本专利技术的上下文中，表述“临界玻璃板”理解为是指该装配玻璃的玻璃板，其已知在动态冲击过程中最有可能破裂，例如由于其厚度、其构成材料、其相对于撞击器的位置等等。本专利技术可以通过仅计算在该临界玻璃板上的最大应力包络线来实施。但是，在本专利技术的一个优选实施方案中，计算该装配玻璃的每块玻璃板上的最大应力包络线。在本专利技术的含义中，表述“装配玻璃的尺寸”理解为不仅是指其外围尺寸，例如在矩形装配玻璃的情况下是指其宽度和长度，还是指其玻璃板的厚度，以及在层压装配玻璃的情况下该层压装配玻璃的构成聚合物夹层的厚度。此外，表述“优化的装配玻璃尺寸”理解为是指在装配玻璃中具有经调节以尽量降低该装配玻璃的体量和/或成本的玻璃厚度和任选的聚合物夹层厚度的事实。在本专利技术的上下文中，该装配玻璃的该或各玻璃板可以是矿物玻璃板，特别是氧化物玻璃如硅酸盐、硼酸盐、硫酸盐、磷酸盐等等。有利地对矿物玻璃制成的该装配玻璃的每块玻璃板进行强化，特别是通过热回火过程或通过离子交换过程（也称为“化学回火”）来进行。以已知的方式，热回火和化学回火能够通过形成受压的表面区域和受拉的中心区域来提高矿物玻璃板的耐冲击性。在化学回火的情况下，玻璃板的离子（通常为碱金属离子如钠或锂）被离子半径更大的离子（通常为碱金属离子如钾或钠）表面取代使得能够在玻璃板表面处产生向下至一定深度的残余压应力。在通篇中，深度沿红界面对应于所考虑的点与玻璃板表面之间沿所述表面的法线测得的距离。该应力平行于玻璃板表面，并且是厚度应力，从某种意义上来说，除了边缘区域外，在整个玻璃板厚度上的应力平均值为零。实际上，该表面压应力通过存在受张的中心区域来平衡。因此，存在一定的深度，在该深度处发生压缩与张力之间的过渡，该深度在本文其余部分中被称为“压缩深度P”。在本专利技术的上下文中，该装配玻璃的该或各玻璃板还可以是有机玻璃的片材，含有一种或多种高分子量的有机聚合物物质，例如由聚碳酸酯（PC）或聚甲基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.验证安装在结构（7）中的装配玻璃（1）承受动态冲击的无损方法，所述装配玻璃（1）包含至少一块玻璃板（11、13、15），其特征在于其包括以下步骤，其中：/n- 借助安装在结构（7）中并施以冲击的装配玻璃（1）的有限元数值模型（FE_IMP），使用各玻璃板（11、13、15）的构成材料的表现法则（MAT_i），计算所述装配玻璃的至少一块临界玻璃板（11、13、15）上的最大应力包络线（σm_i）；/n- 至少对所述装配玻璃的临界玻璃板（11、13、15），将最大应力包络线（σm_i）与根据随冲击类型所选的测定玻璃板的断裂应力的实验方法获得的玻璃板的断裂应力（σr_i）进行比较。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170622 FR 17557091.验证安装在结构（7）中的装配玻璃（1）承受动态冲击的无损方法，所述装配玻璃（1）包含至少一块玻璃板（11、13、15），其特征在于其包括以下步骤，其中：
-借助安装在结构（7）中并施以冲击的装配玻璃（1）的有限元数值模型（FE_IMP），使用各玻璃板（11、13、15）的构成材料的表现法则（MAT_i），计算所述装配玻璃的至少一块临界玻璃板（11、13、15）上的最大应力包络线（σm_i）；
-至少对所述装配玻璃的临界玻璃板（11、13、15），将最大应力包络线（σm_i）与根据随冲击类型所选的测定玻璃板的断裂应力的实验方法获得的玻璃板的断裂应力（σr_i）进行比较。


2.如权利要求1所要求保护的方法，其特征在于所述装配玻璃（1）是包含至少一块玻璃板（11、13、15）和至少一个聚合物夹层（12、14）的叠层的层压装配玻璃，所述方法包括以下步骤，其中：
-借助安装在结构（7）中并施以冲击的层压装配玻璃（1）的有限元数值模型（FE_IMP），使用各玻璃板（11、13、15）的构成材料的表现法则（MAT_i）、各聚合物夹层（12、14）的构成材料的表现法则（VISCMOD_j）以及玻璃板与聚合物夹层之间的各界面的表现法则（INT_ij），计算所述层压装配玻璃的至少一块临界玻璃板（11、13、15）上的最大应力包络线（σm_i）；
-至少对所述层压装配玻璃的临界玻璃板（11、13、15），将最大应力包络线（σm_i）与根据随冲击类型所选的测定玻璃板的断裂应力的实验方法获得的玻璃板的断裂应力（σr_i）进行比较。


3.制造装配玻璃（1）的方法，以使其在安装在结构（7）中时能够承受动态冲击，所述装配玻璃（1）包含至少一块玻璃板（11、13、15），其特征在于其包括以下步骤，其中：
-借助安装在结构（7）中并施以冲击的装配玻璃（1）的有限元数值模型（FE_IMP），使用各玻璃板（11、13、15）的构成材料的表现法则（MAT_i），根据所述装配玻璃的尺寸（h_i，h_j），计算所述装配玻璃的至少一块临界玻璃板（11、13、15）上的最大应力包络线（σm_i_p）；
-在其尺寸（h_i，h_j）以及各玻璃板（11、13、15）的构成材料中调节所述装配玻璃（1）的特性，使得至少所述装配玻璃的临界玻璃板（11、13、15）上的最大应力包络线（σm_i_p）严格低于根据随冲击类型所选的测定玻璃板的断裂应力的实验方法获得的玻璃板的断裂应力（σr_i），同时具有优化的装配玻璃尺寸；
-制备并组装具有调节的特性（h_i，h_j）的装配玻璃的各玻璃板（11、13、15）。


4.如权利要求3所要求保护的方法，其特征在于所述装配玻璃（1）是包含至少一块玻璃板（11、13、15）和至少一个聚合物夹层（12、14）的叠层的层压装配玻璃，所述方法包括以下步骤，其中：
-借助安装在结构（7）中并施以冲击的层压装配玻璃（1）的有限元数值模型（FE_IMP），使用各玻璃板（11、13、15）的构成材料的表现法则（MAT_i）、各聚合物夹层（12、14）的构成材料的表现法则（VISCMOD_j）以及玻璃板与聚合物夹层之间的各界面的表现法则（INT_ij），根据所述层压装配玻璃的尺寸（h_i，h_j），计算所述层压装配玻璃的至少一块临界玻璃板（11、13、15）上的最大应力包络线（σm_i_p）；
-在其尺寸（h_i，h_j）、各玻璃板（11、13、15）的构成材料、各聚合物夹层（12、14）的构成材料以及玻璃板与聚合物夹层之间各界面的性质中调节所述层压装配玻璃（1）的特性，使得至少在所述层压装配玻璃的临界玻璃板（11、13、15）上的最大应力包络线（σm_i_p）严格低于根据随冲击类型所选的测定玻璃板的断裂应力的实验方法获得的玻璃板的断裂应力（σr_i），同时具有优化的层压装配玻璃尺寸；
-制备并组装具有调节的特性（h_i，h_j）的层压装配玻璃的各玻璃板（11、13、15）和各聚合物夹层（12、14）。


5.如前述权利要求任一项所要求保护的方法，其特征在于通过进行撞击器的几何模型（CAD_BRD）和具有其周边元件的装配玻璃的几何模型（CAD_GLZ）的网格化来获得所述有限元数值模型（FE_IMP）。


6.如前述权利要求任一项所要求保护的方法，其特征在于借助有限元分析软件进行撞击器（CAD_BRD）和装配玻璃（CAD_GLZ）的几何模型的网格化，以及所述装配玻璃的各玻璃板（11、13、15）上的最大应力包络线（σm_i）的计算。


7.如前述权利要求任一项所要求保护的方法，其特征在于，用于有限元计算，作为输入提供的是至少在所述冲击的频率与温度特性范围内所述撞击器、所述装配玻璃以及其周边元件的材料的性质（MAT_BRD、MAT_i、VISCMOD_j、LAW_SEAL）。


8.如前述权利要求任一项所要求保护的方法，其特征在于，用于有限元计算，作为输入提供的是所述冲击的特性，特别是撞击器在所述装配玻璃上的冲击的位置与角度、装配玻璃与撞击器之间的相对速度、所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：JC索韦斯蒂，C弗雷迪，
申请(专利权)人：法国圣戈班玻璃厂，
类型：发明
国别省市：法国;FR