冲击波作用下单层钢化玻璃应变阈值的数值模拟

刘俊 田宙 钟巍

刘俊, 田宙, 钟巍. 冲击波作用下单层钢化玻璃应变阈值的数值模拟[J]. 爆炸与冲击, 2018, 38(3): 671-676. doi: 10.11883/bzycj-2016-0300
引用本文: 刘俊, 田宙, 钟巍. 冲击波作用下单层钢化玻璃应变阈值的数值模拟[J]. 爆炸与冲击, 2018, 38(3): 671-676. doi: 10.11883/bzycj-2016-0300
LIU Jun, TIAN Zhou, ZHONG Wei. Numerical simulation of strain threshold of monolithic tempered glass under blast wave[J]. Explosion And Shock Waves, 2018, 38(3): 671-676. doi: 10.11883/bzycj-2016-0300
Citation: LIU Jun, TIAN Zhou, ZHONG Wei. Numerical simulation of strain threshold of monolithic tempered glass under blast wave[J]. Explosion And Shock Waves, 2018, 38(3): 671-676. doi: 10.11883/bzycj-2016-0300

冲击波作用下单层钢化玻璃应变阈值的数值模拟

doi: 10.11883/bzycj-2016-0300
详细信息
    作者简介:

    刘俊(1991-), 男, 硕士, 201431101263@smail.xtu.edu.cn

  • 中图分类号: O383

Numerical simulation of strain threshold of monolithic tempered glass under blast wave

  • 摘要: 借助ANSYS/LS-DYNA程序,采用Lagrange方法描述钢化玻璃,引入侵蚀算法来模拟钢化玻璃的破坏,对爆炸冲击波载荷进行合理的简化,选取最大伸长线应变理论作为单层钢化玻璃破坏准则。利用建立的模型对爆炸冲击波对单层钢化玻璃的作用过程进行了数值模拟。通过反复调试和大量计算得到单层钢化玻璃破坏的应变阈值为0.002 2,并用场地实验结果对数值结果进行了验证,证明此结果是合理的。
  • 图  1  压力随时间变化

    Figure  1.  Variation of pressure with time

    图  2  简化三角形载荷

    Figure  2.  Simplified triangular load

    图  3  最大位移随网格尺寸变化

    Figure  3.  Variation of maximum displacement with grid size

    图  4  计算时间随网格尺寸变化

    Figure  4.  Variation of computations time with grid size

    图  5  实验布局示意图(俯视图)

    Figure  5.  Experimental layout

    图  6  实验5的计算位移云图和现场

    Figure  6.  Calculation of displacement cloud and scene of experiment 5

    图  7  实验7的计算位移云图和现场

    Figure  7.  Calculation of displacement cloud and scene of experiment 7

    图  8  实验5的计算位移云图和高速摄影结果

    Figure  8.  Calculation of displacement cloud and high speed photography of experiment 5

    图  9  实验7的计算位移云图和高速摄影结果

    Figure  9.  Calculation of displacement cloud and high speed photography of experiment 7

    表  1  实验结果

    Table  1.   Experiment results

    实验 W/kg R/m (RW-1/3)/(m·kg-1/3) pm/kPa t+/ms I/(kPa·ms) 玻璃状态
    5 5 12 7.0 57.5 5.7 164.2 未破坏
    7 5 11 6.4 69.4 5.4 188.6 破坏
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    表  2  不同应变阈值下模拟结果与实验结果对比

    Table  2.   Comparison of simulation results at different strain thresholds with experiments

    εth 玻璃状况
    实验5 数值模拟5 实验7 数值模拟7
    0.000 5 未破坏 破坏 破坏 破坏
    0.001 0 未破坏 破坏 破坏 破坏
    0.002 0 未破坏 破坏 破坏 破坏
    0.003 0 未破坏 未破坏 破坏 未破坏
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    表  3  不同应变阈值下模拟结果与实验结果对比

    Table  3.   Comparison of simulation results at different strain thresholds with experiments

    εth 数值模拟5 数值模拟7 玻璃状况对比
    pm/kPa I/(kPa·ms) pm/kPa I/(kPa·ms) 实验5 实验7
    0.002 2 57 171 70 210 一致 一致
    0.002 4 57 171 70 210 一致 不一致
    0.002 6 57 171 70 210 一致 不一致
    0.002 8 57 171 70 210 一致 不一致
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-10-09
  • 修回日期:  2017-03-13
  • 刊出日期:  2018-05-25

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