【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于玻璃破碎失效仿真领域，涉及有限元分析技术，具体是一种光伏组件玻璃破碎失效仿真方法。
技术介绍
1、夹层玻璃材料应用极为广泛，尤其是在光伏行业。因外物撞击导致的玻璃结构损伤屡见不鲜，如台风灾害中风致飞射物造成光伏屋顶的连锁破坏、爆炸冲击波携带的物体撞击、光伏电站受冰雹袭击等。在风荷载、雪荷载或温度等静荷载作用下，同样会导致夹层玻璃破坏失效。夹层玻璃破坏失效，轻则带来财产损失，重则带来人员伤亡等严重后果。
2、在现有技术中，对于光伏组件的失效破碎一般采用简单静力学仿真模拟分析组件受力情况。而这些仿真模拟方法都属于稳态静力学，难以对光伏组件的碎裂失效进行准确的动力学模拟，仿真结果与试验数据相差较大，不利于评估和保证光伏组件的安全性能。
3、因此，亟需一种光伏组件玻璃破碎失效仿真方法以解决上述技术问题。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种光伏组件玻璃破碎失效仿真方法，用于解决现有技术中对于光伏组件的失效破碎一般采用简单静力学仿真模拟分析组件受力情况，该仿真模拟方法属于稳态静力学，难以对光伏组件的碎裂失效进行准确的动力学模拟，仿真结果与试验数据相差较大，不利于评估和保证光伏组件的安全性能。
2、为实现上述目的，本申请提供了一种光伏组件玻璃破碎失效仿真方法，包括以下步骤：
3、步骤s1：获取材料参数：进行包括光伏盖板玻璃、背板玻璃、中间夹层胶膜eva在内的光伏组件的拉伸试验和弯曲试验，获得光伏玻璃和夹层胶膜eva的材料稳定的特
4、步骤s2：建立基本模型：根据光伏组件尺寸以及冲击测试冰球尺寸的要求，利用ls-dyna显示动力学软件建立基本模型；
5、步骤s3：定义边界条件：根据标准冲击测试要求定义光伏组件支承边界条件及冰球冲击速度；
6、步骤s4：定义材料类型及单元类型：根据材料参数分别定义光伏组件各材料属性，光伏组件的光伏盖板玻璃及背板玻璃定义为壳单元，中间夹层胶膜eva定义为实体单元；
7、步骤s5：根据ls-dyna计算结果判断光伏组件失效情况，确定是否满足标准规范，若满足，导出计算模型中光伏组件的结构尺寸和材料参数，作为满足标准要求的结构设计方案；若不满足，重新调整光伏组件的结构尺寸和材料类型，并重新返回步骤s1。
8、优选地，在步骤s1中，所述玻璃和中间夹层胶膜eva的材料特性参数包括：密度、弹性模量、泊松比、屈服应力、塑性硬化模量和失效塑性应变。
9、优选地，在步骤s2中，进行光伏组件模型的网格划分，网格大小取边长的1/100，光伏组件中光伏盖板玻璃、背板玻璃与中间夹层胶膜eva之间的接触采用节点全约束的接触方式。
10、优选地，在步骤s3中，光伏组件四边节点采用四边简支的约束方式。
11、优选地，在步骤s4中，利用ls-dyna显示动力学软件中的mat 280号材料卡片定义光伏玻璃材料特性参数，mat 27号材料卡片定义中间夹层胶膜材料特性参数。
12、优选地，在步骤s4中，单元类型采用单层壳单元对光伏盖板玻璃和背板玻璃进行定义，中间夹层胶膜eva定义为具有3层网格的实体单元，并将光伏组件材料卡片中的参数作为光伏组件仿真分析的初始参数。
13、优选地，在步骤s4中，模拟玻璃失效的裂纹及碎片特征的方法采用单元删除法，并采用侵蚀算法定义压力、主应力、等效塑性应变等失效准则。
14、优选地，在步骤s4中，冰球特征采用光滑质点流体动力学方法将冰球单元类型转化为sph粒子形式模拟，或采用实体刚体模拟。
15、优选地，在步骤s5中，输出并记录光伏组件玻璃破碎失效的情况，包括玻璃表面产生裂纹、玻璃与中间胶膜eva界面分离、中间胶膜eva破坏等现象，作为重新调整光伏组件的结构尺寸和材料类型的参考输入。
16、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
17、在本专利技术中，能够避免静态破碎失效中裂纹不连续的问题，利用显示动力学更加准确的计算夹层玻璃在外部荷载作用下的响应，并且通过力学界面模型描述夹层玻璃中玻璃与夹层之间界面的力学行为，通过不同材料之间的相互作用，更好的模拟夹层玻璃受力失效破碎等情况，使计算结果更加准确，可用于预测夹层玻璃在不同工况下的承载能力、破坏模式及裂纹扩展，为工程实践中光伏组件结构的优化设计提供依据，进一步防止光伏玻璃破碎的发生。具有准确、便捷、可重复、短周期、低成本等优点，可进行光伏组件产品的快速迭代，抢占市场先机。
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1.一种光伏组件玻璃破碎失效仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种光伏组件玻璃破碎失效仿真方法，其特征在于，在步骤S1中，所述玻璃和中间夹层胶膜EVA的材料特性参数包括：密度、弹性模量、泊松比、屈服应力、塑性硬化模量和失效塑性应变。
3.如权利要求1所述的一种光伏组件玻璃破碎失效仿真方法，其特征在于，在步骤S2中，进行光伏组件模型的网格划分，网格大小取边长的1/100，光伏组件中光伏盖板玻璃、背板玻璃与中间夹层胶膜EVA之间的接触采用节点全约束的接触方式。
4.如权利要求1所述的一种光伏组件玻璃破碎失效仿真方法，其特征在于，在步骤S3中，光伏组件四边节点采用四边简支的约束方式。
5.如权利要求1所述的一种光伏组件玻璃破碎失效仿真方法，其特征在于，在步骤S4中，利用LS-DYNA显示动力学软件中的MAT 280号材料卡片定义光伏玻璃材料特性参数，MAT27号材料卡片定义中间夹层胶膜材料特性参数。
6.如权利要求1所述的一种光伏组件玻璃破碎失效仿真方法，其特征在于，在步骤S4中，单元类型采用单层壳单
7.如权利要求1所述的一种光伏组件玻璃破碎失效仿真方法，其特征在于，在步骤S4中，模拟玻璃失效的裂纹及碎片特征的方法采用单元删除法，并采用侵蚀算法定义压力、主应力、等效塑性应变等失效准则。
8.如权利要求1所述的一种光伏组件玻璃破碎失效仿真方法，其特征在于，在步骤S4中，冰球特征采用光滑质点流体动力学方法将冰球单元类型转化为SPH粒子形式模拟，或采用实体刚体模拟。
9.如权利要求1所述的一种光伏组件玻璃破碎失效仿真方法，其特征在于，在步骤S5中，输出并记录光伏组件玻璃破碎失效的情况，包括玻璃表面产生裂纹、玻璃与中间胶膜EVA界面分离、中间胶膜EVA破坏等现象，作为重新调整光伏组件的结构尺寸和材料类型的参考输入。
...【技术特征摘要】
1.一种光伏组件玻璃破碎失效仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种光伏组件玻璃破碎失效仿真方法，其特征在于，在步骤s1中，所述玻璃和中间夹层胶膜eva的材料特性参数包括：密度、弹性模量、泊松比、屈服应力、塑性硬化模量和失效塑性应变。
3.如权利要求1所述的一种光伏组件玻璃破碎失效仿真方法，其特征在于，在步骤s2中，进行光伏组件模型的网格划分，网格大小取边长的1/100，光伏组件中光伏盖板玻璃、背板玻璃与中间夹层胶膜eva之间的接触采用节点全约束的接触方式。
4.如权利要求1所述的一种光伏组件玻璃破碎失效仿真方法，其特征在于，在步骤s3中，光伏组件四边节点采用四边简支的约束方式。
5.如权利要求1所述的一种光伏组件玻璃破碎失效仿真方法，其特征在于，在步骤s4中，利用ls-dyna显示动力学软件中的mat 280号材料卡片定义光伏玻璃材料特性参数，mat27号材料卡片定义中间夹层胶膜材料特性参数。
6.如...
【专利技术属性】
技术研发人员：李一哲，官敏，陈淑勇，李佩悦，王伟，齐帅，刘晓鹏，李红强，陈家睿，欧元勋，李从云，江琦，邱懋炜，
申请(专利权)人：玻璃新材料创新中心安徽有限公司，
类型：发明
国别省市：
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