27310

مقايسه عددي اثر بكارگيري مدل¬هاي ناحيه چسبناك در پيش¬بيني رفتار شكست شيشه لمينيت خودرو تحت بارگذاري ضربه¬اي

كارشناسي ارشد

مهندسي خودرو-سازه و بدنه

1399

1401/08/15

دكتر حامد سعيدي گوگرچين

مهندسي خودرو

حوادث ناشي از تصادفات جاده¬اي به علت مرگ¬ و مير و ميزان آسيب بالا، مي¬توانند ايمني رانندگان، مسافران و عابران پياده را به خطر بيندازند. در نتيجه، بررسي رفتار ضربه سر در هنگام برخورد با شيشه جلو خودرو، به منظور محاسبه ميزان آسيب وارد شده به سر، از اهميت ويژه¬اي برخوردار است. با اين وجود، دست يابي به مدل مناسب براي شبيه¬سازي ترك شيشه لمينيت خودرو در هنگام تصادف با عابر پياده، همواره از دغدغه¬هاي اصلي پژوهشگران اين عرصه بوده است. در اين پژوهش، به بررسي اثر مدل¬هاي مختلف ناحيه چسبناك بر رفتار مكانيكي شكست شيشه لمينيت خودرو، بر اثر برخورد سر عابر پياده (با سه سرعت برخورد متفاوت)، پرداخته مي¬شود. بدين منظور، مدلي عددي از سيستم برخورد سر عابر بر شيشه سه¬لايه خودرو براي بررسي مكانيزم خرد شدن شيشه ارائه، و در قالب كد تجاري صريح آباكوس اجرا شده است. سپس با استفاده از مدل¬هاي مختلف ناحيه چسبناك، فرآيند برخورد سر به شيشه شبيه¬سازي شده است. هر يك از نتايج عددي با نمونه¬هاي تجربي موجود در مراجع صحه¬گذاري شده و ميزان معيار آسيب وارده به سر، محاسبه شده است. سپس با مقايسه نتايج شبيه¬سازي هريك از مدل¬ها با مدل تجربي مرجع¬، مدل ناحيه چسبناك ذوزنقه¬اي، تحت عنوان مناسب ترين مدل جهت شبيه¬سازي رفتار مكانيكي شيشه خودرو در هنگام برخورد با نمونه سر عابر پياده، مشخص گرديده است. شايان ذكر است كه در اين مدل¬سازي اثرات آسيب بر هر سه لايه شيشه لمينيت لحاظ مي¬شود.

1401/08/21

Numerical comparison on effects of adhesive zone models on the prediction of the fracture behavior of automotive laminated glass under impact loading

11/6/2023 12:00:00 AM

Traffic accidents involving vehicles and vulnerable road users caused large amount of deaths worldwide in recent years. Consequently, it is of vital importance to investigate the head impact injury behaviour during interaction with the windshield glazing for the purpose of pedestrian safety protection. In this paper, we propose a state-of-the-art numerical development of windshield fracture response through different Cohesive Zone Models (CZMs) and use them as a tool to study deflection of automotive laminated windshield. Three types of CZMs (Bilinear, Trapezoidal, S-PPR) were investigated to compare their prediction of the mechanical behavior of the windshield under the pedestrian head impact. In addition, an analytical model has been developed to study deflection of automotive laminated windshield and laminated glass plate. CZMs are employed to simulate adhesion behavior between glass layers of Polyvinyl butyral (PVB) laminated windshield. In the meantime, A finite element impact model process between pedestrian headform and vehicle windshield is established based on ABAQUS Explicit commercial code. The accuracy of model to simulate windshield response to headform impact is verified by comparing the numerical results with experimental observations available in the literature. A parametric study was directed to investigate the effect of the different impact speeds on the head injury criterion, with the purpose of improving the accuracy of the simulation results. Finally, The most suitable cohesive law was the trapezoidal, since the Head Injury Criterion results and the final crack patterns were close to the experimental data taken from the literature.

شيشه¬ لمينيت خودرو , قانون ناحيه چسبناك , بارگذاري ضربه¬اي

Automotive Windshield , Cohesive Zone Model , Impact Loading

Ali Mohammadi

Dr. Hamed Saeidi Googarchin