DOI: https://doi.org/10.32347/2522-4182.6.2020.94-113

Визначення фізико-механічних властивостей скла на згин за допомогою двопараметричного розподілу Вейбулла

Bohdan Demchyna, Mykhailo Surmai, Roman Tkach, Vasylyna Hula

Анотація


Розглянуто основні методи випробування міцності скла та представлені результати вимірювання міцності скла за запропонованими експериментальними методиками. Описано покрокову інструкцію для аналізу даних міцності за допомогою двопараметричного розподілу Вейбулла. Визначено модуль пружності, який був розрахований двома методами. Перший метод полягав в аналізі даних показу тензодатчиків, та розраховувався за законом Гука. Другий метод полягав в розрахунку модуля пружності за формулою, яка виведена з рівняння для обчислення прогину. У даній роботі розглядалися три серії дослідних зразків, кожна з яких складалася з десяти зразків. Експериментальні зразки серії І були виготовлені із звичайного листового скла, серії ІІ виготовлені з термозміцненого листового скла, а дослідні зразки серії ІІІ були виготовлені з гартованого листового
скла. Описано особливості проведених випробувань на згин та статистичного аналізу отриманих даних міцності. Результати можуть представляти особливий інтерес для фахівців у сучасному проектуванні несучих конструкцій із скла.


Ключові слова


Випробування на трьох точковий згин; міцність скла на згин; двопараметричний розподіл Вейбулла статистичний аналіз; скляний зразок; модуль пружності.

Повний текст:

PDF

Посилання


R. Kalamar, M. Eliášová, Load Bearing Innovative Construction from Glass, IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 96

(2015) 012066, Available from: https//doi.org/10.1088/1757-

X/96/1/012066.

B. Demchyna, M. Surmai, R. Tkach, The experimental study of glass multilayer columns using digital image correlation, Archives

of Materials Science and Engineering 96/1 (2019) 32-41.

B. Demchyna, M. Surmai, R. Tkach. (2018). Skliana Kolona [Е04С 3/30, Е04В 1/18, Е04В 1/28, Е04Н 15/34, Е04Н 15-60]. Patent UA, no. 128990 (in Ukrainian).

M. Achintha. Sustainability of glass in construction, in: J. Khatib (Ed.), Sustainability of Construction Materials, Woodhead

Publishing, 2016, pp. 79-104, Available from:

https//doi.org/10.1016/B978-0-08-100370-1.00005-6.

F. Pariafsai, A review of design considerations in glass buildings, Frontiers of Architectural Research 5(2) (2016) 171-193, Available from: https//doi.org/10.1016/j.foar.2016.01.006.

Radovic, E.; Lara-Curzio, E.; Riester, L. Comparison of different experimental techniques for determination of elastic properties

of solids. // Materials Science and Engineering: A. 368, 1-2(2004), pp. 56-70. https://doi.org/10.1016/j.msea.2003.09.080.

Bamber, M. J.; Cooke, K. E.; Mann, A. B.Derby, B. Accurate determination of Young's modulus and Poisson's ratio of thin films by a combination of acoustic microscopy and nanoindentation. // Thin Solid Films. 398-399(2001), pp. 299-305.

https://doi.org/10.1016/S0040-6090(01)01341-4.

Rho, J. Y.; Ashman, R. B.; Charles, H. T.Young's modulus of trabecular and cortical bone material: Ultrasonic and microtensile

measurements. // Journal of Biomechanics. 26, 2(1993), pp. 111-119. https://doi.org/10.1016/0021-9290(93)90042-D.

Kiesewetter, L.; Zhang, J-M. Determination of Young's moduli of micromechanical thin films using the resonance method. // Sensors

and Actuators A: Physical. 35, 2(1992), pp. 153-159

https://doi.org/10.1016/0924-4247(92)80154-U.

R. E. Mould, The Strength of Inorganic Glasses, in: L.J. Bonis, J. J. Duga, J.J. Gilman (Eds), Phenomena in the Materials Sciences,

V. 4: Fracture of Metals Polymers and Glasses, Plenum Press, 1967, pp. 119-149, Available from:http://www.americanglassresearch.com/sites/default/files/r009-the_strength_of_inorganic_glass.pdf.

L. Curkovic, A. Bakic, J. Kodvanj and T.Haramina, Flexural strength of alumina ceramics: Weibull analysis, Transactions of

Famena 34 (2010) 13-18, Available from:

http://repozitorij.fsb.hr/3589/1/FLEXURAL%20STRENGTH%20OF%20ALUMINA%20CERAMICS.pdf.

Costa, M. Miranda, H. Varum, F. TeixeiraDias, On the Evaluation of the Mechanical Behaviour of Structural Glass Elements, Materials Science Forum 514-516 (2006) 799-803,Available from:https//doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.514-516.799.

EN 61649:2008, Weibull analysis (IEC61649:2008), European Committee for Electrotechnical Standardization (CENELEC),2008.

EN 12603:2002, Glass in building - Procedures for goodness of fit and confidence intervals for Weibull distributed glass strength data, European Committee for Standardization (CEN), 2002.

Oliver, W. C.; Pharr, G. M. Measurement of hardness and elastic modulus by instrumented indentation: Advances in understanding and refinements to methodology. // Journal of Materials Research. 19, 1(2004), pp. 3-20.

https://doi.org/10.1557/jmr.2004.19.1.3.

Tohmyoh, H.; Akanda, M. A. S.; Takeda, H.Saka M. Determination of elastic-plastic properties of metallic thin wires by small-span bending test. // Glass, Inverse Problems, History of Fracture MechanicsAnd Fatigue, Ice Mechanics and IceStructures Interaction, Proceedings of the ICF12, Ottawa, 2009, pp. 1-6.

Miljojković J., Bijelić І., Vranić N., Radovanović N., Živković M., (2017). Determining elastic modulus of the material by measuring the deflection of the beam loaded in bending. Technical Gazette 24, 4, 1227-1234.

https://doi.org/10.17559/TV-20170609133537.

A.R. Migliore Jnr, E.D. Zanotto, Fracture strength of glass analysed by different testing procedures, Glass Technology 37(3) (1996) 95-98, Available from:http://www.lamav.ufscar.br/artpdf/gt37.pdf.

K. Pankhardt, Load bearing glasses, Doctoral (PhD) Thesis, Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Civil Engineering, Department of Construction Materials and Engineering Geology, 2010, Available from:https//repozitorium.omikk.bme.hu/bitstream/handle/10890/1041/ertekezes.pdf?sequence=1&isAllowed=y.

J.W. Pepi, Chapter 11: Inert Strength Determination, in: Strength Properties of Glass and Ceramics, SPIE Press monograph, SPIE Press,2014, Available from: https//doi.org/10.1117/3.1002530.ch11.

R. Dugnani, R. Zednik, Flexural Strength by Fractography in Modern Brittle Materials, Journal of the American Ceramic Society

(12) (2013) 3908-3914, Available from:

https//doi.org/10.1111/jace.12627.

B.Demchyna, T.Osadchuk, Flexural strength of glass using Weibull statistic analysis, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 87/2 (2018) 49-61.

EN1288-3:2000, Glass in building - Determination of the bending strength of glass - Part 3:Test with specimen supported at two points (four point bending), Brussels, European

Committee for Standardization CEN, 2000.

ASTM C158 Flexural Bend Testing for Glass - TestResources, Available from:https//www.testresources.net/applications/stan

dards/astm/astm-c158-flexural-bend-testingfor-glass.

ASTM C1161-18, Standard Test Method for Flexural Strength of Advanced Ceramics at Ambient Temperature, ASTM International,

West Conshohocken, PA, 2018.

EN 61649:2008, Weibull analysis (IEC61649:2008), European Committee for Electrotechnical Standardization (CENELEC),

EN 12603:2002, Glass in building - Procedures for goodness of fit and confidence intervals for Weibull distributed glass strength data, European Committee for Standardization (CEN), 2002.

Characterizing a Distribution — Introduction to Statistics 6.4 documentation, Available from:http://work.thaslwanter.at/Stats/html/statsDistributions.html

W.H. Press, S.A. Teukolsky, W.T. Vetterling, B.P. Flannery, Numerical Recipes in C(2nd Ed.): The Art of Scientific Computing,

Cambridge University Press, New York, USA,1992, Available from:

https//www2.units.it/ipl/students_area/imm2/files/Numerical_Recipes.pdf.

Scholz, Inference for the Weibull Distribution, Stat 498B Industrial Statistics, 2008, Available from: Available from: https//www.stat.washington.edu/people/fritz/DATAFILES498B2008/WeibullBounds.pdf




Copyright (c) 2020 Будівельні конструкції. Теорія і практика

Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution 4.0 International License.

© Будівельні конструкції. Теорія і практика ISSN 2522-4182(Print)