[发明专利]夹层玻璃抗冲击性能预测和结构优化方法

权利要求书

1.夹层玻璃抗冲击性能预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取玻璃和夹层薄膜的结构参数和材料性能参数，以及外部冲击载荷参数；

将获取到的参数作为预先构建的抗冲击性能预测模型的输入，得到抗冲击性能预测模型的输出，即为夹层玻璃抗冲击性能结果；

采用所述预先构建的抗冲击性能预测模型进行抗冲击性能预测的方法包括：

基于玻璃和夹层薄膜的结构参数和材料性能参数，构建夹层玻璃的实体模型，基于外部冲击载荷参数，构建冲击力影响下的夹层玻璃实体模型；

基于非局部近场动力学理论将所述夹层玻璃实体模型离散成一系列空间物质点，生成物质点的空间坐标；

基于所述空间坐标，构建考虑夹层玻璃中玻璃脆性特征以及PVB粘性特征的本构关系；

确定冲击物与夹层玻璃的接触关系，以及玻璃与PVB薄膜的接触关系；

根据所述空间坐标、利用所述本构关系和所述冲击物与夹层玻璃的接触关系、玻璃与PVB薄膜的接触关系，确定所述夹层玻璃实体模型的边界条件，进行预测计算，获得所述夹层玻璃的冲击破坏形态、裂纹扩展路径及最大冲击力极限值，即夹层玻璃的抗冲击性能结果。

2.根据权利要求1所述的夹层玻璃抗冲击性能预测方法，其特征在于，所述夹层玻璃实体模型的离散为:

将材料在空间域内均匀离散，离散化为带有物理信息的物质点，取物质点间距为|Δx|，则运动方程为：

其中，ρ为材料密度；b为施加的外体力；x、x′均为物质点；为物质点x在t时刻的加速度；V_x′为物质点x′的体积；T[x,t]为力状态矢量，H_x为物质点x的近场范围，b(x,t)代表物质点所受外力载荷；

对于冲击破坏问题，数值积分采用Verlet-Velocity差分格式：

其中，u表示位移矢量；表示速度矢量；表示加速度矢量；n表示时间步长数；Δt为单位时间步长。

3.根据权利要求1所述的夹层玻璃抗冲击性能预测方法，其特征在于，玻璃与PVB薄膜本构关系如下：

玻璃采用态型弹脆性近场动力学模型，表征玻璃的力状态与变形状态关系为：

其中，t为力状态标量；tⁱ与t^d分别为球量力状态标量与偏量力状态标量；p＝kθ为近场压力，k为体积模量，θ为膨胀标量；m为加权体积；ω为影响函数；x为参考构型中标量状态，表示变形前键的长度；e^d为偏量变形状态；α为材料常数；

PVB薄膜采用态型粘弹性近场动力学模型，表征PVB薄膜的力状态与变形状态关系为：

其中，t为力状态标量；tⁱ与t^d分别为球量力状态标量与偏量力状态标量；p＝kθ为近场压力，k为体积模量，θ为膨胀标量；m为加权体积；ω为影响函数；x表示变形前键的长度；e^d为偏量变形状态；e^db(i)为背偏量变形状态；α_∞与α_i均为材料常数。