16374

16374

تحليل تجربي و عددي برخورد جسم خارجي با شيشه جلو خودرو

كارشناسي ارشد

سازه و بدنه

دي 1395

دكتر حامد سعيدي گوگرچين

خودرو

در اين پايان نامه، به بررسي تجربي و عددي برخورد جسم خارجي با شيشه جلو خودرو پرداخته مي شود. شيشه جلو خودرو به عنوان يك كامپوزيت سه لايه اي شيشه/ پي وي بي/ شيشه شناخته مي شود. اگرچه دركرنش هاي كوچك رفتار غالب توسط لايه هاي شيشه اي تعيين مي شود، اما در كرنش هاي بزرگتر(مانند برخورد جسم خارجي) با شكست لايه هاي شيشه اي، رفتار غالب سازه براساس خصوصيات لايه پي وي بي تعيين مي شود. لذا بررسي اثر رفتار شكست لايه ها در پاسخ مكانيكي شيشه جلو خودرو ضروري مي باشد. در مطالعه تجربي اين پايان نامه، نمونه هاي آزمايشگاهي از شيشه خودرو جيپ تهيه و به كمك دستگاه ضربه افتان، تحت برخورد كم سرعت جسم خارجي قرار مي گيرد. شبيه سازي فرايند ضربه كم سرعت بر نمونه هاي آزمايشگاهي در نرم افزار آباكوس انجام مي گيرد. به منظور پيش بيني مناسب رفتار اين كامپوزيت، از مدل آسيب ايجاد ترك ترد در شيشه استفاده مي شود. مقايسه نتايج تجربي و عددي، مبين صحت شبيه سازي برخورد كم سرعت جسم خارجي بر شيشه سه لايه مي باشد. سپس مدل عددي ضربه كم سرعت براي شيشه جلوي يك خودرو نمونه شبيه سازي مي شود. در اين شبيه سازي، اثرات ضخامت پي وي بي، سرعت ضربه زننده(سر عابر پياده) و محل برخورد بر رفتار مكانيكي شيشه و همچنين شتاب هاي وارده بر سر مطالعه مي گردد. نتايج نشان داد كه لحاظ نمودن اثرات آسيب در لايه هاي شيشه تاثير به سزايي بر رفتار نهايي دارد. براساس نتايج عددي، برخورد سر با نواحي كناري شيشه، بسيار خطرناك تر از برخورد در وسط شيشه خودرو مي باشد، به گونه اي كه مقدار آسيب وارد به سر، تا 2 برابر نيز افزايش مي يابد. نتايج نشان داد اگرچه كه افزايش ضخامت پي وي بي در برخورد جسم خارجي با نقاط مختلف شيشه، منجر به افزايش نيروي بيشينه مي شود، اما مطالعات نشان داد كه ضخامت بهينه گزارش شده در مراجع در برخورد مركزي در خصوص برخورد غير مركزي صادق نيست.

1395/11/02

1/1/1900 12:00:00 AM

In this thesis, experimental an​d numerical investigation of foreign object impact to the windshield has been carried out. Automotive windshield is recognized as a 3 layer glass/PVB/glass composite. Although glass layers’ behavior is dominant in small deformations of windshield, in large deformations (such as foreign object impact) PVB plays a significant role due to failure of glass layers. As a consequence, investigation of failure behavior is essential in determining the composite mechanical behavior. At experimental investigation of this thesis, lab-sized specimens were provided from Jeep car windshield an​d tested in drop tower system at low velocity impacts. Numerical simulations of low velocity impacts were carried out in commercial ABAQUS software. For accurate prediction of windshield behavior in impact loading, brittle cracking damage model was applied in FEM simulation. Comparison of Numerical an​d experimental results verifies the Finite Element model for modeling the low velocity impact to the windshield (3 layers laminated glass). Furthermore, low velocity impact problem was simulated for a complete windshield. Effects of PVB thickness, pedestrian’s head impact velocity an​d impact position on mechanical behavior of windshield an​d also resultant acceleration of the head have been examined. The results showed that applying the damage effects in glass layers have a significant role in final behavior of the structure. According to the FEM simulations, head impact to the borders of the windshield is more dangerous than the central impacts, so that HIC value can exceed more than 2 times. In addition, although increasing the PVB thickness, intensifies the maximum resultant force value, the reported optimized PVB thickness for central impacts in literature does not apply for lateral impacts.