СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕЙ ПРОВЕРКИ СПОСОБНОСТИ ОСТЕКЛЕНИЯ ВЫДЕРЖИВАТЬ УДАР

1. Неразрушающий способ подтверждения того, что остекление (1), установленное в конструкцию (7), выдерживает динамическое ударное воздействие, причем остекление (1) содержит по меньшей мере один стеклянный лист (11, 13, 15), отличающийся тем, что способ включает этапы, на которых:
- по численной конечно-элементной модели (FE_IMP) для остекления (1), установленного в конструкции (7) и подвергшегося ударному воздействию, с использованием закона поведения материала (MAT_i) каждого стеклянного листа (11, 13, 15) рассчитывают огибающую максимальных напряжений для (σm_i) для по меньшей мере одного критического стеклянного листа (11, 13, 15) остекления;
- для по меньшей мере критического стеклянного листа (11, 13, 15) остекления сравнивают огибающую максимальных напряжений (σm_i) с разрушающим напряжением (σr_i) стеклянного листа, полученным экспериментальным методом определения разрушающего напряжения стеклянного листа, выбранным в зависимости от типа удара.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что остекление (1) представляет собой многослойное стекло, содержащее пакет из по меньшей мере одного стеклянного листа (11, 13, 15) и полимерной вставки (12, 14), причем способ включает этапы, на которых:
- по численной конечно-элементной модели (FE_IMP) многослойного стекла (1), установленного в конструкцию (7) и подвергшегося удару, с использованием закона поведения (MAT_i) материала каждого стеклянного листа (11, 13, 15), закона поведения (VISCMOD_j) материала каждой полимерной вставки (12, 14) и закона поведения (INT_ij) каждой границы раздела между стеклянным листом и полимерной вставкой рассчитывают огибающую максимальных напряжений (σm_i) для по меньшей мере одного критического стеклянного листа (11, 13, 15) многослойного стекла;
- для по меньшей мере критического стеклянного листа (11, 13, 15) многослойного стекла сравнивают огибающую максимальных напряжений (σm_i) с разрушающим напряжением (σr_i) стеклянного листа, полученным экспериментальным методом определения разрушающего напряжения стеклянного листа, выбранным в зависимости от типа удара.
3. Способ изготовления остекления (1) таким образом, чтобы оно, будучи установленным в конструкцию (7), выдерживало динамическое ударное воздействие, причем остекление (1) содержит по меньшей мере один стеклянный лист (11, 13, 15), отличающийся тем, что способ включает этапы, на которых:
- по численной конечно-элементной модели (FE_IMP) многослойного стекла (1), установленного в конструкцию (7) и подвергшегося удару, с использованием закона поведения (MAT_i) материала каждого стеклянного листа (11, 13, 15) рассчитывают огибающую максимальных напряжений (σm_i_p) для по меньшей мере одного критического стеклянного листа (11, 13, 15) остекления в зависимости от размеров (h_i, h_j) остекления;
- подбирают характеристики остекления (1), в том числе его размеры (h_i, h_j), материал каждого стеклянного листа (11, 13, 15) таким образом, чтобы огибающая максимальных напряжений (σm_i_p) на по меньшей мере критическом стеклянном листе (11, 13, 15) остекления была строго меньше разрушающего напряжения (σr_i) стеклянного листа, полученного экспериментальным методом определения разрушающего напряжения стеклянного листа, выбранным в зависимости от типа удара, имея при этом оптимизированные размеры остекления;
- подготавливают и собирают каждый стеклянный лист (11, 13, 15) остекления с подобранными характеристиками (h_i, h_j).
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что остекление (1) представляет собой многослойное стекло, содержащее пакет из по меньшей мере одного стеклянного листа (11, 13, 15) и полимерной вставки (12, 14), причем способ включает этапы, на которых:
- по численной конечно-элементной модели (FE_IMP) многослойного стекла (1), установленного в конструкцию (7) и подвергшегося удару, с использованием закона поведения (MAT_i) материала каждого стеклянного листа (11, 13, 15), закона поведения (VISCMOD_j) материала каждой полимерной вставки (12, 14) и закона поведения (INT_ij) каждой границы раздела между стеклянным листом и полимерной вставкой рассчитывают огибающую максимальных напряжений (σm_i_p) для по меньшей мере одного критического стеклянного листа (11, 13, 15) многослойного стекла в зависимости от размеров (h_i, h_j) многослойного стекла;
- подбирают характеристики многослойного стекла (1), в том числе его размеры (h_i, h_j), материал каждого стеклянного листа (11, 13, 15), материал каждой полимерной вставки (12, 14), характер каждой границы раздела между стеклянным листом и полимерной вставкой таким образом, чтобы огибающая максимальных напряжений (σm_i_p) для по меньшей мере критического стеклянного листа (11, 13, 15) многослойного стекла была строго меньше разрушающего напряжения (σr_i) стеклянного листа, полученного экспериментальным методом определения разрушающего напряжения стеклянного листа, выбранным в зависимости от типа удара, имея при этом оптимизированные размеры многослойного стекла;
- подготавливают и собирают каждый стеклянный лист (11, 13, 15) и каждую полимерную вставку (12, 14) многослойного стекла с подобранными характеристиками (h_i, h_j).
5. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что численную конечно-элементную модель (FE_IMP) получают путем генерации сетки геометрических моделей ударного элемента (CAD_BRD) и остекления с окружающими его элементами (CAD_GLZ).
6. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что генерацию сетки геометрических моделей ударного элемента (CAD_BRD) и остекления (CAD_GLZ) и расчет огибающей максимальных напряжений (σm_i) для каждого стеклянного листа (11, 13, 15) остекления реализуют с помощью программы анализа методом конечных элементов.
7. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что на вход для расчета методом конечных элементов предоставляют свойства материалов ударного элемента, остекления и окружающих элементов (MAT_BRD, MAT_i, VISCMOD_j, LAW_SEAL) для по меньшей мере диапазонов частот и температур, характерных для удара.
8. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что на вход для расчета методом конечных элементов предоставляют характеристики ударного воздействия, в частности место и угол воздействия на остекление ударным элементом, относительную скорость между остеклением и ударным элементом, массу ударного элемента, температуру каждого компонента.
9. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что метод, выбранный для определения разрушающего напряжения стеклянного листа, представляет собой испытание на удар с использованием стенда для бросания с высоты, испытание на изгиб методом кольца на штативе без вдавливания или испытание на изгиб методом кольца на штативе после вдавливания.
10. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что остекление (1) содержит по меньшей мере один лист (11, 13, 15) из минерального стекла, усиленный химической закалкой, и метод, выбранный для определения разрушающего напряжения стеклянного листа, представляет собой испытание на изгиб методом кольца на штативе после вдавливания.
11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что глубину вдавливания выбирают больше максимального размера дефекта стекла и меньше глубины сжатия, создаваемого в результате химической закалки.
12. Способ по любому из пп. 1-11, отличающийся тем, что остекление (1) представляет собой многослойное стекло самолета, состоящее из пакета из трех стеклянных листов (11, 13, 15) и двух полимерных вставок (12, 14), введенных между стеклянными листами.
13. Способ по любому из пп. 1-11, отличающийся тем, что остекление представляет собой многослойное стекло вертолета, состоящее из пакета, содержащего по меньшей мере один стеклянный лист и полимерную вставку.
14. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что остекление (1) представляет собой многослойное стекло, содержащее пакет из по меньшей мере одного стеклянного листа (11, 13, 15) и полимерной вставки (12, 14), и закон поведения материала каждой полимерной вставки (12, 14) остекления (1) соответствует вязкоупругой модели (VISCMOD_j), определяемой путем выполнения следующих шагов:
- устанавливают, исходя из результатов динамометрического анализа образца полимерной вставки (12, 14), кривую изменения динамического модуля упругости G’(f) материала в зависимости от частоты для разных температур и кривую изменения модуля потерь G"(f) материала в зависимости от частоты для разных температур;
- исходя из данных по G’(f) и G"(f), строят опорную кривую для динамического модуля упругости G’ и модуля потерь G" на по меньшей мере диапазонах частот и температур, характерных для удара, используя, например, закон эквивалентности частота/температура, установленный по методу ВЛФ (Вильямса-Ландела-Ферри);
- определяют параметры вязкоупругой модели материала, из которого состоит полимерная вставка (12, 14), путем идентификации ряда Прони на опорной кривой, в виде
0
k
k
где G означает мгновенный модуль, g означают относительные модули и τ означает время релаксации.
15. Остекление (1), способное выдерживать заданное динамическое ударное воздействие, когда оно установлено в заданную конструкцию, отличающееся тем, что оно получено способом по любому из предыдущих пунктов.
16. Компьютерная программа, содержащая инструкции для исполнения всех или части этапов способа по любому из пп. 1-14, когда указанная программа выполняется компьютером.
17. Носитель записи, считываемый компьютером, на котором записана компьютерная программа, содержащая инструкции для исполнения всех или части этапов способа по любому из пп. 1-14.
18. Терминал, содержащий блок обработки (33), предназначенный для:
- расчета, путем анализа методом конечных элементов, огибающей максимальных напряжений (σm_i, σm_i_p) на каждом стеклянном листе остекления, вставленном в конструкцию и подвергающемся динамическому ударному воздействию, причем остекление содержит по меньшей мере один стеклянный лист, с использованием численной конечно-элементной модели (FE_IMP) остекления, вставленного в конструкцию и подвергшегося удару, с использованием закона поведения (MAT_i) материала каждого стеклянного листа (11, 13, 15) и
- сравнения огибающей максимальных напряжений (σm_i, σm_i_p), рассчитанной для каждого стеклянного листа остекления, со значением разрушающего напряжения (σr_i) стеклянного листа, полученным экспериментальным методом определения разрушающего напряжения стекла, выбранным в зависимости от типа удара.
19. Терминал по п. 18, в котором блок обработки (33) предназначен также для:
- расчета по методу конечных элементов огибающей максимальных напряжений (σm_i_p) для каждого стеклянного листа остекления в зависимости от размеров (h_i, h_j) остекления и
- подгонки размеров (h_i, h_j) остекления таким образом, чтобы огибающая максимальных напряжений (σm_i_p), рассчитанная для каждого стеклянного листа остекления, была строго меньше разрушающего напряжения стеклянного листа (σr_i), полученного экспериментальным методом определения разрушающего напряжения стекла, выбранным в зависимости от типа удара, имея при этом оптимизированные размеры остекления.
20. Система (30) оценки по методу конечных элементов, что остекление (1), установленное в конструкцию (7), выдерживает динамическое ударное воздействие, причем остекление (1) содержит по меньшей мере один стеклянный лист (11, 13, 15), причем система включает в себя:
- графический интерфейс (31), предназначенный для отображения моделей ударного элемента (9) и остекления (1) с окружающими его элементами (3, 5, 7), выдачи входных данных для анализа методом конечных элементов и отображения результатов анализа методом конечных элементов;
- блок моделирования материалов (32) ударного элемента (9), каждого стеклянного листа (11, 13, 15) остекления (1) и окружающих элементов (3, 5, 7) для определения свойств этих материалов на по меньшей мере диапазонах частот и температур, характерных для удара;
- блок моделирования удара (33) для определения, в частности, места и угла ударного воздействия на остекление (1) ударным элементом (9), относительной скорости между остеклением и ударным элементом, температуры каждого компонента;
- блок обработки (34) для построения численной конечно-элементной модели (FE_IMP) остекления (1), установленного в конструкцию (7) и подвергшегося ударному воздействию, для реализации анализа методом конечных элементов, расчета огибающей максимальных напряжений (σm_i, σm_i_p) каждого стеклянного листа (11, 13, 15) остекления.
21. Система по п. 20, в которой блок обработки (34) использует данные, определенные в блоке моделирования материалов (32) и блоке моделирования удара (33).