陈晶晶，许 骏，刘博涵，孙岳霆，徐晓庆，李一兵

(清华大学，汽车安全与节能国家重点实验室,北京 100084)



2015042

PVB夹层玻璃裂纹扩展的参数化实验研究*

陈晶晶，许 骏，刘博涵，孙岳霆，徐晓庆，李一兵

(清华大学，汽车安全与节能国家重点实验室,北京 100084)

为对风窗玻璃安全设计提供依据，利用落锤实验台结合高速摄影装置对PVB夹层玻璃板进行面外冲击实验，记录裂纹的动态扩展过程，并根据裂纹扩展速度与加速度曲线来研究裂纹的扩展行为。接着在此基础上进行了参数化实验，研究冲击能量和PVB薄膜厚度对裂纹扩展特性的影响。最后，基于大量的参数化实验数据，采用概率统计方法对裂纹的宏观形态进行了研究。结果表明，玻璃裂纹扩展的速度、加速度和环形裂纹出现的频度皆与PVB薄膜厚度和冲击能量有显著的相关性。

PVB夹层玻璃；裂纹扩展；参数化实验；冲击能量；夹层厚度

前言

在人车碰撞事故中，汽车风窗玻璃是行人主要致伤源之一[1-2]。冲击产生的玻璃裂纹蕴含了丰富的信息：既可以据此分析风窗玻璃的力学特性，从而对风窗玻璃的优化设计提供依据，还可分析碰撞信息，将其应用于事故重现[3]。因此，研究风窗玻璃在受冲击条件下的裂纹扩展特点非常必要。关于PVB夹层玻璃动态断裂的传统研究方法主要局限于数值模拟方面[4-8]。文献[9]中利用传统有限元的方法研究了风窗玻璃受头部冲击后的裂纹起裂，并进行了相应的参数化分析。而文献[6]中则利用扩展有限元的方法成功地模拟了风窗玻璃辐射裂纹与环形裂纹的扩展过程，并通过改变冲击速度和冲击物质量等参数来观察裂纹扩展的变化规律。……