ВИЗНАЧЕННЯ ФІЗИКО-МЕХАНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК СКЛА НА ЗГИН: ПОРІВНЯННЯ ЗНАЧЕНЬ МІЦНОСТІ ЗА РІЗНИХ УМОВ ОРІЄНТАЦІЇ ДОСЛІДНОГО ЗРАЗКА
DOI:
https://doi.org/10.32347/2522-4182.10.2022.11-23Ключові слова:
Скло, скляні конструкції;, скляний зразок;, випробування на згин;, міцність скла на згин;, двох-параметричний розподіл Вейбулла.Анотація
Проведено оцінку різних методик визначення міцнісних характеристик скляних
зразків. Описано методику дослідження скляних зразків із вертикальною орієнтацію ширшої сторони поперечного перерізу зразка, на відміну від існуючих методів дослідження, що відбуваються із горизонтальною орієнтацію ширшої
сторони поперечного перерізу зразка. Визначено основні фізико-механічні характеристики звичайного листового скла при випробуванні його на згин, а саме міцність на згин. Проведено статистичний аналіз отриманих результатів за
допомогою двох-параметричного розподілу Вейбулла.
Об’єктом дослідження було визначення міцнісних характеристик скла, що за стандартними методами ускладнює процес виготовлення стандартних зразків та приводить до великої витрати матеріалу. Для дослідження було виготовлено
оптимальні за технологією виготовлення та витратами матеріалів дослідні зразки.
Використано методику дослідження міцності скла на трьох точковий згин, а для визначення
модуля пружності скла використовувались методи визначення його за відносними деформаціями із використання тензорезистивних датчиків та за прогинами.
Статистичним методом оцінки міцності був двох параметричний розподіл Вейбулла.
Отриманий результат підтвердив доцільність використання рекомендованого підходу до виготовлення та випробування дослідних зразків для визначення міцності скла який додатково зменшив витрату скла як матеріалу. Використання статистичного розподілу Вейбулла дозволило визначити характеристичні значення міцності скла для окремої серії зразків із достатньою точністю.
Дослідження підтвердило доцільність подальших досліджень в напрямку втрати стійкості скляних плоских елементів та використання точних методів визначення модуля пружності скла. Отриманий результат дозволив оцінити вплив орієнтації зразків на дослідному стенді та вплив плоскої форми деформування назначення міцності та модуля пружності у вертикально орієнтованих зразках.
Посилання
ДСТУ Б В.2.7-122:2009 (EN 572:2004, NEQ). Будівельні матеріали. Скло листове. Технічні умови. Київ. Мінрегіонбуд України. 2010. −
с.
EN 572-2:2012. Glass in building Basic soda lime silicate glass products - Part 2: Float glass.
Brussels. European committee for standardi-zation. 2012. – 14 c.
prEN 13474-3:2009. Glass in building - Determination of the strength of glass panes - Part 3: General method of calculation and determination of strength of glass by testing. Brussels. European committee for standardi-zation. 2009. – 34c.
ASTM C158-02. Standard Test Methods for Strength of Glass by Flexure (Determination of Modulus of Rupture). West Conshohocken, PA.
ASTM International. 2017. – 9 c.
EN 1288-3:2016. Glass in Building – Deter-mination of the Bending Strength of Glass - Part 3: Test with Specimen Supported at Two Points
(Four Point Bending). Brussels. European committee for standardization. 2016. – 8 c.
Achintha M. Sustainability of glass in construction. Sustainability of Construction Materials. 2016. С. 79–104.
https://doi.org/10.1016/b978-0-08-100370-1.00005-6.
Inoue M., Yoshida S., Matsuoka J. 2-Point Bending Strength of Glass Fibers. Journal of the Society of Materials Science, Japan. 2008. Т. 57,
№ 6. С. 557–561
https://doi.org/10.2472/jsms.57.557.
Maniatis I., Nehring G., Siebert G. Studies on determining the bending strength of thin
glass. Proceedings of the Institution of Civil Engineers - Structures and Buildings. 2016. Т. 169, № 6. С. 393–402
https://doi.org/10.1680/jstbu.14.00003.
Slauch I. M., Vishwakarma S., Tracy J. Manufacturing Induced Bending Stresses: Glass-Glass vs. Glass-Backsheet. 2021 IEEE 48th Photovoltaic Specialists Conference (PVSC), м. Fort Lauderdale, FL, USA, 20–25 черв. 2021 р.
https://doi.org/10.1109/pvsc43889.2021.951893
Pepi J. W. Applied Stress Determination. Strength Properties of Glass and Ceramics. Melbourne, 2014. С. 93–107.
https://doi.org/10.1117/3.1002530.ch12.
Pepi J. W. Weibull Analysis. Strength Properties of Glass and Ceramics. Melbourne, 2014. С. 71–83.
https://doi.org/10.1117/3.1002530.ch10.
Pepi J. W. Inert Strength Determi-nation. Strength Properties of Glass and Ceramics. Melbourne, 2014. С. 85–92.
https://doi.org/10.1117/3.1002530.ch11.
Tran N. Shear strength of reinforced glass beams. Darmstadt Concrete - Annual Journal on Concrete and Concrete Structures. 2019. №34.
С. 49-50.
EN 61649:2008. Weibull analysis. Brussels. European committee for standardization. 2009. – 14 c.
EN 12603:2002. Glass in building - Procedures for the goodness of fit and confidence intervals
for Weibull distributed glass strength data. Brussels. European committee for standardization.
– 33 c.
Medrano R.E., Gillis P.P. Bending strength of silica glass. Journal of Materials Science. 2000. Т. 35, № 18. С. 4649–4652.
Demchyna B., Osadchuk T. Flexural strength of glass using Weibull statistic analysis. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering. 2018. Т. 2, № 87. С. 49..61.
https://doi.org/10.5604/01.3001.0012.2827.
Демчина Б. Визначення фізико-механічних властивостей скла на згин за допомогою двопараметричного розподілу Вейбулла. /Сурмай С., Ткач Р., Гула В //Зб. наук. праць Будівельні конструкції. Теорія і практика.,Київ.: КНУБА.-2020.- № 6. С. 94–113.
https://doi.org/10.32347/2522-4182.6.2020.94-113.
ASTM C1161-18. Standard Test Method for Flexural Strength of Advanced Ceramics at Ambient Temperature. West Conshohocken, PA.
ASTM International. 2018. – 19 c.
Timoshenko S. Theory of elastic stability. New York: McGraw-Hill Book Company, inc., 1936. 518 с.
