TP盖板玻璃强度分析.ppt

落球冲击实验 * H(mm) 　○ 表示未破裂，× 表示破裂 破碎概率 97 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 0 116 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 0 200 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 0 210 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ × ○ ○ 10 240 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ × ○ 10 270 × × ○ ○ ○ × ○ × × × 60 350 × × ○ × × × × × ○ × 80 450 × × × × × × × × × × 100 T069玻璃落球冲击结果 每次实验所用玻璃都为全新玻璃 每个高度样品数为10pcs，共80pcs 落球冲击实验 * H(mm) ○ 表示未破裂，× 表示破裂　 破碎概率 60 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 0 90 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 0 120 ○ ○ ○ ○ ○ × ○ × ○ ○ 20 150 ○ ○ ○ × × ○ ○ ○ × ○ 30 180 ○ × ○ ○ × ○ ○ × × × 50 210 ○ × ○ × × × × × ○ × 70 240 × × × × × × × × × × 100 270 × × × × × × × × × × 100 T060玻璃落球冲击结果 每次实验所用玻璃都为全新玻璃 每个高度样品数为10pcs，共80pcs 落球冲击实验 * 65% TP玻璃冲击高度 — 破碎概率曲线 TP玻璃冲击能量 — 破碎概率曲线 从实验结果中可以看出，TP玻璃的落球冲击强度存在一定的离散性，这与脆性材料的强度特点是一致的 T069玻璃的平均冲击高度要明显高于T060玻璃 实验中破碎概率为0%时T060玻璃最大冲击高度为90mm，T069为200mm 钢球的冲击能量为mgh=0.11*9.81*h。从右图中可以看出，在出现破碎时两种厚度的玻璃在相同的冲击能量下破碎概率相差约65% 落球冲击仿真 脆性材料的拉伸强度通常远低于抗压和剪切强度,裂纹的产生和扩展大都是由于拉应力所致。根据赫兹理论[9,10]，最大拉应力发生在接触圈的法线方向 在接触圈的外部，径向应力为拉应力，且在边界r=a处达到最大值，这是各处产生的应力中最大的拉应力。因此，封闭的圆形裂纹从此处开始进行产生和扩展[9,10] * 钢球冲击接触玻璃瞬间示意图 冲击高度240mm时T060玻璃表面应力云图 接触圈 σ+ σ- σ+ 落球冲击仿真 * T069玻璃冲击高度 — 应力、应变曲线 T060玻璃冲击高度 — 应力、应变曲线 破碎概率0% 破碎概率0% 仿真分析中我们统计了不同冲击高度下钢球对T069和T060玻璃表面产生的拉应力和拉应变值 从仿真结果中可以看出，对于T069玻璃，冲击破碎概率为0%时表面所产生的最大拉应力和拉应变值分别为686.3MPa和0.98% 对于T060玻璃，冲击破碎概率为0%时表面所产生的最大拉应力和拉应变值分别为550MPa和0.75% 相同的冲击高度下，钢球对T060玻璃产生的拉应力值比T069玻璃约大34MPa，拉应变值约大0.23% * 落球冲击 T069和T060在安全系数很高时（即破碎概率都为0%时）两者应力差值为686.3-550= 136.3MPa，即两者许用强度差值为136.3MPa 根据理论推导的TP玻璃表面许用强度公式为 ，造成T069和T060玻璃许用强度差异的原因与表面加工质量，CS及X值有关。这里的X与不仅与DOL, CT有关，还与厚度有一定关系。由于TP玻璃Z方向厚度很薄，所以冲击造成的表面微小形变对TP玻璃Z方向的应力分布平衡有较大影响，玻璃越薄，这种影响可能越明显。因此对于玻璃表面失效的表征，也需适当参考表面应变值的变化。除了CT值的影响外，从数据分析，T060玻璃比T069玻璃的表面加工质量要差。 在相同的冲击力下，钢球对玻璃产生的应力值与玻璃厚度的平方成反比[7]。假设0.69mm厚的玻璃表面许用强度为750MPa，则0.6mm的玻璃的设计表面许用强度应该达到992MPa，才能使两者承受相同的最大冲击力而不破碎，两者许用强度差值为242MPa。许用强度的提高在第一章节进行过相关介绍，此处不再重复 落球冲击 考虑到各厂家TP玻璃钢化程度不一致以及加工水平的差异，结合本文仿真结果，在安全系数很高时，在整机自由跌落仿真过程中： 厚度为0.6mm的TP玻璃表面最小失效强度和应变分别为 厚度为0.69mm的