西安市论坛

首页 » 问答 » 灌水 » 玻璃表面应力的测定uvwtx2k0
TUhjnbcbe - 2020/6/22 13:47:00

玻璃表面应力的测定



    板


    玻


    璃


    一


    般


    以


    表


    面


    压


    应


    力


    大


    小


    的


    不


    同


    分


    为


    钢


    化


    玻


    璃


    、


    半


    钢


    化


    玻


    璃


    及


    退


    火


    玻


    璃


    。


    根


    据


    美


    国


    ASTM


    C1048-1997b


    标


    准


    规


    定


    ,


    各


    种


    玻


    璃


    的


    表


    面


    压


    应


    力


    范


    围


    为


    :


    钢


    化


    玻


    璃


    69MPa


    (10,000psi)


    ,


    半


    钢


    化


    玻


    璃


    为


    :


    24MPa


    (3500psi)


    ~


    51MPa


    (7500psi).


    我


    国


    新近


    出


    台


    的


    幕


    墙


    用


    钢


    化


    玻


    璃


    与


    半


    钢


    化


    玻


    璃


    国


    家


    标


    准


    也


    对


    应


    力


    作


    了


    明


    确


    要


    求


    ,


    半


    钢


    化


    玻


    璃为24-69


    MPa,


    钢


    化


    玻


    璃为95MPa


    以上.


    长


    期


    以


    来


    ,


    国


    内


    厂


    家


    由


    于


    长


    期


    缺


    乏


    检


    测


    手


    段


    期


    对


    国


    际


    技


    术


    的


    了


    解


    ,


    仅


    依


    赖


    大


    量


    的


    抗


    冲


    击


    试


    验


    及


    碎


    片


    试


    验


    来


    确


    定


    钢


    化


    生


    产


    工


    艺


    参


    数


    及


    对


    玻


    璃


    质


    量


    的


    控


    制


    。


    不


    仅


    成


    本


    高


    昂


    ,


    而


    且


    费


    时


    费


    力


    ,


    反


    馈


    慢


    ,


    可


    操


    作


    性


    极


    差


    ,


    检


    验


    工


    作


    往


    往


    流


    于


    形


    式


    ,


    无


    法


    真


    正


    将


    批


    量


    产


    品


    质


    量


    置


    于


    有


    效


    控


    制


    之


    下


    。


    对


    于


    半


    钢


    化


    玻


    璃


    而


    言


    ,


    抗


    冲


    击


    及


    碎


    片


    试


    验


    无


    任


    何


    作


    用


    。


    以


    低


    成


    本


    快


    速


    方


    便


    地


    实


    现


    全


    面


    的


    质


    量


    控


    制


    ,


    必


    须


    采


    用


    应


    力


    检


    测


    方


    法


    来


    稳


    定


    生


    产


    及


    产


    品


    质


    量


    。


    表


    面


    应


    力


    无


    损


    检


    测


    技


    术


    有


    利


    于


    稳


    定


    钢


    化


    玻


    璃


    的


    生


    产


    及


    质


    量


    ,


    更


    重


    要


    的


    是


    为


    检


    验


    半


    钢


    化


    玻


    璃


    质


    量


    提


    供


    了


    切


    实


    可


    行


    的


    测


    试


    手


    段


    。


    1.


    玻


    璃


    应


    力


    检


    测


    原


    理


    玻


    璃


    经


    热


    处


    理


    冷


    却


    后


    ,


    表


    面


    通


    常


    形


    成


    一


    定


    的


    压


    力


    ,


    其


    方


    向


    平


    行


    于


    玻


    璃


    表


    面


    。


    因


    玻


    璃


    表


    面


    压


    应


    力


    与


    内


    部


    张


    应


    力


    相


    互


    平


    衡


    、


    及


    应


    力


    的


    各


    向


    同


    性


    ,


    用


    垂


    直


    玻


    璃


    平


    面


    的


    透


    射


    光


    是


    无


    法


    测


    应


    力


    的


    。


    当


    偏


    振


    光


    通


    过


    有


    应


    力


    的


    玻


    璃


    时


    ,


    形


    成


    二


    束


    相


    互


    垂


    直


    且


    传


    播


    速


    度


    不


    同


    的


    光


    束


    ,


    此


    现


    象


    即


    通


    常


    所


    称


    的


    “


    双


    折


    射


    ”


    ,


    双


    折


    射


    率


    为


    :Dn


    =na-nb


    ,


    Dn与


    玻


    璃


    中


    的


    应


    力


    s成


    正


    比


    ,


    即Dn=C*s。假


    设


    光


    线


    在


    玻


    璃


    中


    的


    传


    播


    距


    离


    为


    t,


    则


    两


    光


    束


    的


    光


    程


    差


    R=Dn*t,


    即


    应


    力


    可


    由


    如


    下


    公


    式


    算


    出


    :


    s


    =Dn/C


    或


    s


    =R/t*c


    其


    中


    C


    称


    为


    应


    力


    光


    学


    常


    数


    ,


    对


    于


    浮


    法


    玻


    璃


    ,


    C=2.65。


    目


    前


    测


    定


    表


    面


    应


    力


    的


    方


    法


    可


    归


    纳


    为


    二


    种:


    微


    分


    表


    面


    折


    射


    法


    (Differential


    Surface


    Refractometry,


    简


    称


    DSR)和


    表


    面


    掠


    角


    偏


    光


    法


    (Grazing


    Angle


    Surface


    Polarimetry,


    简


    称


    GASP)


    2.


    DSR表


    面


    应


    力


    仪


    此


    种


    仪


    器


    由


    美


    国


    GAERTNER


    SCIENTIFIC公


    司


    研


    制


    并


    生


    产


    ,


    中


    国


    建


    材


    院


    也


    研


    制


    成


    功


    了


    类


    似


    的


    仪


    器


    。


    DSR表


    面


    应


    力


    仪


    一


    般


    由


    光


    源


    、


    棱


    镜


    、


    滤


    镜


    、


    望


    远


    物


    镜


    、


    测


    微


    目


    镜


    等


    部


    分


    组


    成(图一)


    。


    DSR的


    工


    作


    原


    理


    见


    图


    二


    。


    当


    一


    定


    入


    射


    角


    的


    光


    线


    到


    达


    玻


    璃


    与


    棱


    镜


    的


    交


    界


    面


    时


    ,


    由


    于


    双


    折


    射


    率


    的


    不


    同


    ,


    光


    束


    会


    分


    成


    以


    不


    同


    临


    界


    角


    a,b反


    射


    返


    回


    棱


    镜


    的


    两


    路光


    束


    ,


    通


    过


    用


    测


    微


    目


    镜


    测


    定


    两


    光


    束


    之


    间


    的


    距


    离


    ,


    即


    可


    得


    到Dn数


    据


    并


    依


    据


    公


    式s


    =Dn/C算


    出


    应


    力s值


    。


    如


    果


    应


    力s


    =100MPa,


    浮


    法


    玻


    璃


    的


    C=2.65′10-12


    m2/N


    ,


    则


    依


    据


    公


    式Dn=C*s=0.000265.


    此


    数


    据


    极


    小


    ,


    很


    难


    精


    确


    测


    定


    ,


    因


    此


    DSR表


    面


    应


    力


    仪


    精


    度


    不


    高


    ,


    只


    能


    用


    于


    测


    定


    高


    应


    力


    玻


    璃


    ,


    不


    能


    用


    于


    半


    钢


    化


    玻


    璃


    。


    GAERTNER


    SCIENTIFIC


    公


    司


    在


    其


    仪


    器


    操


    作


    手


    册


    中


    明


    确


    表


    示


    :


    “


    此


    仪


    器


    无


    意


    、


    也


    不


    能


    够


    用


    于


    测


    定


    应


    力


    值


    小


    于


    10,000psi(69MPa)的


    玻


    璃


    产


    品


    。


    ”


    即


    此


    类


    仪


    器


    做


    的


    再


    好


    ,


    也


    不


    能


    用


    于


    半


    钢


    化玻


    璃


    。


    除


    精


    确


    度


    不


    高


    以


    外


    ,


    DSR表


    面


    应


    力


    仪


    还


    存


    在


    零


    点


    易


    飘


    移


    、


    不


    易


    调


    校


    、


    操


    作


    使


    用


    不


    便


    等


    缺


    点


    。


    其


    优


    点


    在


    于


    价


    格


    相


    对


    较


    低


    。


    3.


    GASP表


    面


    应


    力


    仪


    GASP应


    力


    仪


    由


    美


    国


    著


    名


    的


    应


    力


    分


    析


    技


    术


    公


    司


    STI


    研


    制


    生


    产


    ,


    国


    内


    由


    杭


    州


    聚


    能


    玻


    璃


    技


    术


    公


    司


    独


    家


    代


    理


    并


    提


    供


    售


    后


    服


    务


    及


    零


    配


    件


    供


    应


    。


    国


    内


    已


    有


    耀皮、


    南


    玻


    、


    国


    家


    玻


    璃


    质


    量


    检


    验


    测


    试


    中


    心


    、


    上


    海


    建


    科


    院


    等


    多


    家


    用


    户


    。


    GASP一


    般


    采


    用


    激


    光


    作


    为


    光


    源


    ,


    其


    他


    组


    件


    主


    要


    包


    括


    透


    镜


    组


    、


    入


    射


    棱


    镜


    、


    回


    射


    棱


    镜


    、


    反


    射


    镜


    、


    石


    英


    楔


    、


    刻


    度


    盘


    、


    目


    镜


    等


    。


    (见


    图


    3)。


    图


    4是


    GASP工


    作


    原


    理


    图


    。


    入


    射


    偏


    振


    光


    束


    进


    入


    玻


    璃


    表


    面


    薄


    层


    ,


    平


    行


    玻


    璃


    表


    面


    运


    行


    一


    段


    距


    离


    t后


    离


    开


    玻


    璃


    ,


    由


    于


    玻


    璃


    表


    面


    压


    应


    力


    作


    用


    ,


    光


    束


    产


    生


    双


    折


    射


    现


    象


    ,


    其


    光


    程


    差


    可


    借


    助


    石


    英


    楔


    精


    确


    测


    出


    。


    石


    英


    楔


    可


    制


    成


    多


    种


    精


    度


    等


    级


    ,


    因


    此


    无


    论


    应


    力


    大


    小


    如


    何


    ,


    GASP均


    可


    精


    确


    地


    予


    以


    测


    定


    。


    4.


    仪


    器


    校


    验


    方


    法


    ASTM


    C1377提


    供


    了


    一


    种


    校


    验


    表


    面


    应


    力


    仪


    的


    方


    法


    ,


    采


    用


    机


    械


    机


    构


    在


    玻


    璃


    条


    上


    施


    加


    恒


    定


    的


    机


    械


    应


    力


    ,


    将


    计


    算


    得


    到


    的


    机


    械


    应


    力


    数


    值


    与


    仪


    器


    测


    定


    数


    据


    进


    行


    比


    较


    ,


    就


    能


    得


    到


    校


    验


    结


    果


    。


    如


    图


    5所


    示


    ,


    将


    宽


    为


    W,


    厚


    度


    等


    于


    t的


    玻


    璃


    条


    两


    端


    简


    支


    并


    在


    离


    两


    端


    L。


    距


    离


    的


    位


    置


    上


    施


    加


    F力


    ,


    则


    玻


    璃


    中


    间


    段


    表


    面


    应


    力


    S=F′6L0/wt2.


    此


    种


    方


    法


    的


    校


    验


    精


    确


    度


    主


    要


    取


    决


    于


    装


    置


    各


    部


    分


    的


    几


    何


    尺


    寸


    。L0数


    值


    误


    差


    必


    须


    小


    于


    1%,


    这


    样


    才


    能


    获


    得1%精


    度


    的


    校


    验


    结


    果


    。


    玻


    璃


    断


    面


    形


    状


    也


    是


    非


    常


    重


    要


    的


    ,


    断


    面


    为


    10mm′75mm的


    玻


    璃


    作


    2mm′45°磨


    边


    ,


    则


    会


    减


    少


    断


    面


    模


    量


    约1%,


    实


    际


    应


    力


    比


    计


    算


    结


    果


    将


    同


    样


    增


    加1%左


    右


    。


    5.


    应


    用


    (1)


    钢


    化


    玻


    璃


    传


    统


    检


    验


    钢


    化


    玻


    璃


    的


    方


    法


    是冲


    击


    试


    验


    ,


    GB9963及


    GB9656规


    定


    在


    50mm′50mm范


    围


    内


    的


    碎


    片


    数


    须


    大


    于


    40粒


    。


    试


    验


    表


    明


    ,


    在


    钢


    化


    玻


    璃


    应


    力


    范


    围


    内


    ,


    表


    面


    应


    力


    值


    与


    碎


    片


    数


    存


    在


    着


    较


    好


    的


    对


    应


    关


    系


    ,


    根


    据


    Jacobs给


    出


    的


    图


    表


    (图


    6),


    40粒


    碎


    片


    数


    对


    应


    的


    表


    面


    应


    力


    值


    约


    为


    82MPa.


    (2)热


    增


    强


    玻


    璃


    热


    增


    强


    玻


    璃


    在


    我


    国


    常


    被


    称


    为


    “


    半


    钢


    化


    玻


    璃


    ”。


    国


    外


    在


    建


    筑


    上


    应


    用


    非


    常


    普


    遍


    ,


    有


    较


    好


    的


    抗


    风


    压


    能


    力


    。此


    种


    玻


    璃


    受


    自


    然


    灾


    害


    破


    坏


    后


    倾


    向


    于


    留


    在


    窗


    框


    内


    不


    掉


    落


    ,


    同


    时


    又


    可


    确


    保


    不


    会


    自


    爆


    。


    需要指出,热


    增


    强


    玻


    璃


    与


    钢


    化


    玻


    璃


    是


    二


    种


    不


    同


    类


    型


    的


    玻


    璃


    ,


    不


    能


    因


    为


    俗


    称


    “


    半


    钢


    化


    玻


    璃


    ”


    而


    简


    单


    地


    认


    为


    它


    是


    一


    种


    性


    能


    劣


    于


    钢


    化


    玻


    璃


    的


    玻


    璃


    。


    一


    般


    说


    来


    ,


    钢


    化


    玻


    璃


    适


    用


    于


    人


    体


    能


    接


    触


    到


    的


    部


    位


    及


    低


    层


    建


    筑


    。


    由


    于


    普


    通


    钢


    化


    玻


    璃


    的


    自


    爆


    特


    性


    是


    难


    以


    完


    全


    避


    免


    的


    (玻


    璃


    中


    的


    硫


    化


    镍


    杂


    质


    引


    起


    自


    爆


    ),


    大


    量


    应


    用


    中


    必


    定


    有


    一


    些


    在


    使


    用


    过


    程


    中


    自


    爆


    ,


    碎


    片


    落


    下


    易


    伤


    人


    ,


    因


    此


    高


    层


    建


    筑


    上


    应


    尽


    量


    避


    免


    使


    用


    热


    增


    强


    玻


    璃


    。


    如


    因


    其


    它


    原


    因


    必


    须


    使


    用


    钢


    化


    玻


    璃


    ,


    则


    应


    选


    用


    经


    老


    化


    处


    理


    的


    钢


    化


    玻


    璃


    。


    因


    碎


    片


    状


    态


    类


    似


    于


    退


    火


    玻


    璃


    ,


    半


    钢


    化


    玻


    璃


    只


    能


    采


    用


    应


    力


    测


    定


    的


    方


    法


    检


    验


    其


    质


    量


    。


    需


    要


    注


    意


    的


    是


    :


    ASTM规


    定


    热


    增


    强


    玻


    璃


    的


    应


    力


    范


    围


    是


    24-51Mpa,


    钢


    化


    玻


    璃


    的


    应


    力


    须大


    于


    69MPa。


    应


    力


    为


    51-69MPa范


    围


    内


    的


    玻


    璃


    是


    废


    品


    ,


    它


    既


    不


    能


    用


    作


    钢


    化


    玻


    璃


    ,


    也


    不


    能


    作


    为


    热


    增


    强


    玻


    璃


    使


    用


    。


    (3)


    钢


    化


    安


    全


    玻


    璃


    大


    量


    经


    验


    表


    明


    ,


    当


    钢


    化


    玻


    璃


    用


    于


    安


    全


    玻


    璃


    用


    途


    时


    ,


    其


    表


    面


    应


    力


    值


    通


    常


    大


    于


    103MPa。


    常


    见


    的


    例


    子


    是


    汽


    车


    玻


    璃


    ,


    如


    应


    力


    小


    于103MPa,


    虽


    然


    碎


    片


    数


    仍


    能


    满


    足


    有


    关


    标


    准


    要


    求


    ,


    但


    玻


    璃


    强


    度


    略


    嫌


    不


    够


    。


    在


    安


    装


    及


    使


    用


    过


    程


    中


    ,


    由


    于


    应


    力


    不


    足


    以


    确


    保


    玻


    璃


    边


    部


    不


    受


    损


    伤


    ,


    常


    常


    发


    生


    玻


    璃


    碎


    裂


    的


    情


    况


    。


    (4)热


    弯


    玻


    璃


    热


    弯


    玻


    璃


    是


    一


    种


    退


    火


    玻


    璃


    ,


    要


    求


    玻


    璃


    内


    应


    力


    尽


    可


    能


    小


    ,


    确


    保


    玻


    璃


    不


    会


    因


    过


    大


    的


    不


    均


    匀


    应


    力


    而


    破


    裂


    。


    典


    型


    的


    用


    途


    是


    鱼


    缸


    玻


    璃


    ,


    在


    弯


    曲


    部


    分


    应


    力


    较


    集


    中


    ,


    测


    定


    到


    的


    表


    面


    应


    力


    一


    般


    在


    15MPa左


    右


    ,


    易


    导


    致


    玻


    璃


    碎


    裂


    。


    通


    过


    检


    测


    应


    力


    值


    并


    有


    针


    对


    性


    地


    调


    整


    玻


    璃


    冷


    却


    模


    式


    ,


    最


    终


    可


    将


    局


    部


    应


    力


    降


    至


    7MPa以


    下


    ,


    基


    本


    解


    决


    弯


    角


    破


    裂


    问


    题


    。

1
查看完整版本: 玻璃表面应力的测定uvwtx2k0