PVB夹层风挡玻璃在头模块冲击下的吸能特性实验研究.doc

  PVB 夹层风挡玻璃在头模块冲击下的吸能 特性实验研究# 刘博涵，王岩，徐晓庆，张文会，许骏，李一兵** 5 10 （清华大学汽车安全与节能国家重点实验室，北京 100084） 摘要：开展一系列头模块与 PVB 夹层风挡玻璃在不同速度、角度与 方向的参数化冲击实验。 基于获得的头模块在冲击过程中的加速度-时间曲线，系统分 析了头部动态响应。 通过高速 摄像机捕捉并分 析了风挡玻璃的裂纹扩展过程并研究了风挡玻璃在受冲击过程中的破损形 态，。通过定义最大接触力、最大塑性凹陷量、头部损伤指标（HIC，Head Injury Criteria）、 头模块损失动能、动能吸收比等吸能指标，系统研究了冲击速度、正向冲击角度、反向冲击 角度对风挡玻璃吸能特性的影响。实验结果为风挡玻璃的吸能特性研究提供了必要的数据支 撑，为风挡玻璃吸能机理的理论研究奠定了重要的基础。 关键词：PVB 夹层；风挡玻璃；冲击实验；吸能特性；裂纹扩展 中图分类号：U465.6 15 Experimental Research on Energy Absorption Characteristic of PVB Laminated Windshield Subjected to Headform Impact LIU Bohan, WANG Yan, XU Xiaoqing, ZHANG Wenhui, XU Jun, LI Yibing 20 25 (State Key Laboratory of Automotive Safety & Energy, Tsinghua University, Beijing 100084) Abstract: arametric dynamic experiments on various impact velocity, angle and direction are performed. Dynamic response of headform is systematically analyzed. High-speed camera is employed to capture and analyze the crack propagation process and the macro damage morphology is discussed. With the definition of maximum contact force, maximum plastic hollow, head injury criteria, loss of headform kinetic energy and kinetic absorption ratio, the energy absorption characteristics of windshield under above mentioned parametric experiments are investigated. Experiment results may provide fundamental data and theoretical base for future research. Key words: PVB laminated; windshield; impact experiment; Energy absorption characteristic; crack propogation 30 0 引言 PVB（Polyvinyl butyral, 聚乙烯醇缩丁醛）夹层玻璃是当今汽车风挡玻璃的首选材料[1]， 其中间层材料——PVB 薄膜具有良好的透光性、粘结性、弹性和韧性，使得风挡玻璃具有 一定的抗冲击特性和吸能缓冲作用。据统计资料表明：2010 年，中国共发生交通事故 219521 35 起，造成 65225 人死亡、254075 人受伤。其中，行人死亡数达 16281 人，占总死亡人数的 比例最高，达 24.96%。无保护措施道路使用者（行人、自行车和电动自行车驾驶员）的总 基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金（20090002110082）；国家自然科学基金；国 家自然科学基金；中国博士后基金 作者简介：刘博涵（1987-），男，博士研究生，主要研究方向：汽车碰撞安全，车用吸能材料，冲击动力 学 通信联系人：李一兵（1963-），男，研究员，主要研究方向：汽车碰撞安全，交通事故再现. E-mail: liyb@mail.tsinghua.edu.cn -1-   死亡人数为 24926 人，占总死亡人数的 38.22%[2]。交通事故中，头部与风挡玻璃的撞击，