ОЦЕНКА УДАРОСТОЙКОСТИ БЕЗОПАСНЫХ
МНОГОСЛОЙНЫХ СТЕКОЛ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

Муйземнек Александр Юрьевич, доктор технических наук, профессор, кафедра транспортных машин, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), muyzemnek@yandex.ru
Карташова Екатерина Дмитриевна, аспирант, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), muyzemnek@yandex.ru
Воячек Игорь Иванович, доктор технических наук, профессор, кафедра технологии машиностроения, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), Voyachek@list.ru

 621.001.63

Актуальность и цели. Объектом исследования являются безопасные многослойные стекла современных легковых автомобилей, состоящие из двух слоев закаленного стекла и соединенные вместе тонким слоем поливинил бутираля (polyvinyl butyral – PVB). Предметом исследования являются процессы деформирования и разрушения безопасных многослойных стекол современных легковых автомобилей при фронтальном столкновении с манекеном. Цель работы – сопоставление описательных возможностей двух компьютерных моделей процессов деформирования и разрушения безопасных многослойных ветровых стекол при их столкновении с манекеном в интервале ско-
ростей столкновения от 10 до 60 км/ч и углов столкновения – от 0° до 30°. 
Материалы и методы. Исследования процессов деформирования и разрушения безопасных многослойных стекол современных легковых автомобилей при фронтальном столкновении с манекеном выполнены методом конечных элементов.
Результаты. Разработаны две компьютерных модели. Первая компьютерная модель ветрового стекла построена с использованием оболочечных элементов Белычко – Цая с шестью точками интегрирования по толщине и имеет две точки интегрирования для каждого слоя. Вторая компьютерная модель построена с использованием объемных элементов с одной точкой интегрирования для каждого слоя.
Выводы. Сопоставление описательных возможностей двух компьютерных моделей процесса соударения манекена с ветровым стеклом легкового автомобиля позволило сделать выводы о том, что вторая компьютерная модель в большей степени соответствует сложившимся качественным представлениям о процессе деформации и разрушения безопасных многослойных стекол современных легковых автомобилей.

Ключевые слова

шлифование, плоские детали из труднообрабатываемых материалов, остаточные напряжения растяжения (сжатия), внутренний и наружный поверхностный слой.

 Скачать статью в формате PDF

1. ГОСТ 5727–88. Стекло безопасное для наземного транспорта. Общие технические условия. – М., 1988.
2. ГОСТ 27903–88. Стекло безопасное для автомобилей, тракторов и сельскохозяйственных машин. – М., 1988.
3. Du Bois, P. A. Modelling of safety glass for crash simulation / P. A. Du Bois,S. Kolling, W. Fassnacht // Computational Materials Science : Twelfth International Workshop on Computational Mechanics of Materials. – 2003. – Vol. 28, Issues 3–4, November. – P. 675–683.
4. Du Bois, P.A. General aspects of material models in LS-DYNA. LS-DYNA Forum / P. A. Du Bois, W. Fassnacht, S. Kolling // Bad Mergentheim, Germany, 2002. – Vol. 2. – Р. 1–55.
5. Du Bois, P. A. A simplified approach for the simulation of rubber-like materials under dynamic loading / P. A. Du Bois // 4-th European LS-DYNA Users Conference. – 2003. – Vol. 31/46. – P. D-l.
6. Du Bois, P. A. Crashworthiness engineering course notes / P. A. Du Bois. – Livermore Software Technology Corporation, 2004.
7. Sun, D. Z. Modelling of the failure behaviour of windscreens and component tests. Proceedings of the 4-th LS-DYNA Forum / D. Z. Sun, F. Andrieux, A. Ockewitz, H. Klamser, J. Hogenmüller. – Bamberg, 2005.
8. Timmel, M. A finite element model for impact simulation with laminated glass / M. Timmel, S. Kolling, P. Osterrieder, P. A. Du Bois // International Journal of Impact Engineering. – 2007. – Vol. 34, Issue 8, August. – P. 1465–1478.
9. Munsch, M. Lateral glazing characterization under head impact: experimental and numerical investigation / Marie Munsch, Nicolas Bourdet, Caroline Deck, Remy Willinger. – Strasbourg, France. IMFS-CNRS University of Strasbourg. – P. 0000–0184.
10. Magdalena Wingren. Windscreen study using a free moving headform. An investigation of windscreen behaviour when subjected to headform impact. Master Degree Project in Applied Mechanics / Magdalena Wingren. – One year Level 30 ECTS Spring term, 2011.
11. Hallquist, J. O. LS-DYNA. Theoretical Manual. Livermore Software Technology Corporation / J. O. Hallquist. – Report 1018, 1991.
12. Mooney, M. A theory of large elastic deformations / M. Mooney // J. Appl. Physics. – 1940. – Vol. 11. – Р. 582–592.
13. Rivlin, R. S. Large elastic deformations of isotropic materials. Proc. Roy. Soc. / R. S. Rivlin. – London, 1948. – Vol. 241. – Р. 379–397.
14. Ogden, R. W. Large deformation isotropic elasticity: on the correlation of theory and experiment for incompressible rubberlike solids. Proc. Roy. Soc. / R. W. Ogden. – London, 1972. – Vol. 326. – Р. 565–584.
15. Ogden, R. W. Elastic deformations of rubberlike solid / R. W. Ogden ; eds.: H. O. Hopkins, M. J. Sewell // Mechanics of Solids. The Rodney Hill 60-th Anniversary Volume, Pergamon Press. – Oxford, 1982. – P 499–537.
16. Johnson, G. R. An improved computational constitutive model for brittle materials / G. R. Johnson, Т. J. Holmquist // High-Pressure Science and Technology, 1994, American Institute of Physics, 1994.
17. Federal Motor Vehicle Safety Standard 201: Occupant Protection in Interior Impact, Federal Register, 1997. – Vol. 62, № 6, April 8.
18. Dilip Dhalsod, Mike Burger, Jacob Krebs. LSTC Free Motion Headform. User’s Guide. Version: LSTC.FMH.011808. – Livermore Software Technology Corporation, 2008.