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汽车玻璃冲击破坏过程的三维离散元法研究
| 论文题名： | 汽车玻璃冲击破坏过程的三维离散元法研究 |
| 关键词： | 汽车玻璃;破坏过程;普通夹层玻璃;冲击破坏;仿真分析软件;离散元方法;两层结构;安全性能;三维离散元;石膏板;不等厚;研究对象;仿真结果;总厚度;数值分析方法;三角形;连续体;冲击力;爆炸;前挡风玻璃 |
| 摘要： | 汽车玻璃是汽车的重要组成部分，它影响到汽车的安全性能、外观、车内舒适程度以及汽车的某些特殊功能。目前汽车上大多使用三层结构夹层玻璃作为前挡风玻璃，这种夹层玻璃在两片等厚玻璃间夹入PVB胶片，经加热、加压粘和而成，具有较好的抗冲击能力和抑制玻璃碎片飞散的效果。然而随着汽车轻量化要求和乘客保护标准的提高，一种不等厚夹层玻璃开始在中高档汽车上使用。这种不等厚夹层玻璃即PVB两侧使用不同厚度的玻璃，薄玻璃片置于车内侧。 本文的研究目的在于使用数值分析方法，从安全角度研究不等厚夹层玻璃与普通夹层玻璃的优劣。为了得到更清晰的结果，本文采用总厚度相同的普通夹层玻璃和两层结构夹层玻璃（即由PVB和一片玻璃构成的夹层玻璃），以冲击破坏过程中最大冲击力和贯穿能两个安全指标进行仿真分析评价其安全性能。由于汽车玻璃冲击破坏过程本质上是材料由连续体向非连续体转化的一个复杂的力学过程，有限元等一些建立在连续介质理论基础上的数值方法在研究这一问题中存在着一些困难，本文采用离散元方法进行仿真分析。 本文的研究内容包括：使用自主开发的三维离散元仿真分析软件，以三角形石膏板底部爆炸试验为研究对象，仿真研究石膏板爆炸破坏过程，以检验三维离散元方法和仿真分析软件的有效性；然后，以总厚度相等的普通夹层玻璃和两层结构夹层玻璃为研究对象，考虑飞石和人体头部撞击夹层玻璃，研究比较两种夹层玻璃的安全性能。 三角形石膏板爆炸破坏仿真结果表明，离散元方法可以比较准确地描述脆性材料的冲击破坏问题。由两种结构夹层玻璃冲击破坏仿真结果可知，两层结构夹层玻璃在贯穿能量和最大冲击力方面都优于普通夹层玻璃。本文的研究成果将为汽车玻璃生产商在夹层玻璃结构设计过程中提供有益参考。 |
| 作者： | 李军 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 臧孟炎 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华南理工大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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