汽车研发:汽车玻璃的设计与参数分析!

漫谈君 汽车大漫谈 2019-08-14

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随着玻璃工业的发展,汽车也越像小姐姐们的衣服,越来越省“布料”,小姐姐们也越来越性感,而汽车也大量使用玻璃,让老司机的“视野”更加开阔,那么玻璃是如何设计的呢?


今天

漫谈君就带你一起来看看

汽车玻璃的设计与参数分析

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前言
汽车如若遭遇碰撞或者“不速之客”,不管是前挡风玻璃还是侧窗玻璃、后挡风玻璃还是天窗玻璃,都将是保障我们安全的第一道屏障。下面为大家整理了一些关于汽车挡风玻璃设计(主要以夹层玻璃为例)性能参数解析,供大家探讨。



定义
汽车玻璃是汽车车身附件中必不可少的,主要起到防护作用。
汽车玻璃主要有以下三类:夹层玻璃,钢化玻璃和区域钢化玻璃,能承受较强的冲击力。
汽车玻璃按所在的位置分为:前挡风玻璃、侧窗玻璃、后挡风玻璃和天窗玻璃四种。其中前挡风玻璃国家强制规定必须是夹层玻璃,侧窗玻璃是钢化玻璃,后挡风玻璃一般是带电加热丝的钢化玻璃





夹层玻璃设计要求
一部分主要介绍汽夹层玻璃设计的各类标准及要求。


1
原材料选择
1)玻璃原片
应大量选用优质的浮法玻璃,玻璃片的厚度,目前国内外都采用3mm,经热弯成型,不钢化。如采用2mm厚度时,应考虑到产品在制造上困难较大,成品率很低,价格很高。
2)中间膜片
目前汽车夹层玻璃膜片,其抗拉强度最少为200kg/cm2,最好能达到300kg/cm2以上,伸长率为15%,最好能达到300%以上。中间膜片必须是无色透明,有良好的耐热,耐光性,耐寒性和耐湿性,对玻璃有较强的粘接力,一般为6~8kg/cm2。



2
夹层玻璃机械性能的要求
1)抗10±0.2kg人头模型冲击
夹层玻璃冲击高度(即模型与玻璃试样的距离)为4mm,冲击后的状态应为,以冲击点为中心,产生许多环状和放射状裂纹,离冲击点最近的环状裂纹的直径不应大于80mm,破碎的玻璃必须粘附在中间层上。在以冲击点为中心的60mm直径圆内,允许有4mm以下宽的碎片剥离,试样的冲击侧,不许有面积大于20cm2的中间层裸露,玻璃碎片的总质量不大于20g,中间层的裂纹长度在35mm以下。



2)抗2260±20g钢球冲击
试样应保持在23±2℃的环境中且不少于4小时,然后立即试验(这主要是考虑到中间夹层的性能是随温度的变化而变化的)。
钢球距试样表面的高度为4m,在不加力情况下自由下落,落点必须在试样中心25mm直径的圆面积内。冲击后5秒钟内钢球不应穿透试样,如果钢球楔在孔内超过5秒钟也为合格。



3)抗227±2g(国际通用为225克)钢球冲击

落球的最小高度为5m,冲击后的状态,钢球不得穿透试样,冲击面反侧剥落碎片的总质量不应超过20g。



4)抗200±2g钢箭冲击
钢箭距试样的高度为5~7m,不加力自由下落,落点必需在试样中心25mm直径的圆面积内。冲击后状态应满足以下条件:试样未被穿透,被冲击的反侧剥落的碎片的总质量应在规定范围(20~30g)。



3
夹层玻璃光学性能的要求

1)透光率

应不小于85℅。

2)耐光性试验

用标准光源先测定试样的透光率,然后拥100V,6A的石英水银灯紫外线光源,使试样保持在40~60℃的温度下照射100小时,再测定照射后的试样的透光率不应小于80℅。



3)像畸变

在屏幕上投影射线对中心线向上或向下的偏移整个制品不得大于8mm。

4)二重像试验

试验是在暗室或半暗室内做,直接用产品或试样,将试样放在光源前方7.6m处,通过试样看光源的重影,第二个像的偏移不得超出114mm直径的圆范围。



4
夹层玻璃的耐热要求
将试样垂直立置在约65℃的温水中,经3分钟后快速侵入沸水中2小时取出,观察气泡或其它缺陷,距边缘的距离不应大于15mm。
5
夹层玻璃耐湿性的要求
将试样放在温度为49~54℃,相对湿度约100%的容器内两星期后取出,观察脱胶和气泡产生的情况,开胶和小气泡的位置,距玻璃边缘不应大于10mm。
6
夹层玻璃尺寸公差
1)厚度(总厚度)公差
一般为0.3*n,n为玻璃板的层数。



2) 外廓尺寸公差



3)翘曲度(贴胎度)公差

变形量大致不超过千分之三。



夹层玻璃制造方法
夹层玻璃的制造工艺是比较复杂的,价格也比较高,然而,它的实用性特别是抗冲击性和玻璃破碎时的安全性,是非常理想的。
设计夹层玻璃时,其夹层形式是由制造的工艺方法决定的。但其各项技术指标都是一致的。目前国内外夹层玻璃的制造方法大致有以下几种。



1
中间膜片直接

将两片玻璃用一层透明胶膜直接粘接起来形成夹层。即在两块玻璃之间插入一层透明胶片,予压后放入高压仓,一边加温一边进行最后的加压,最后使玻璃粘在中间膜片上,从而形成夹层结构。此种方法工艺性复杂,工本费用大,且使用高压釜中不能连续生产,制造成本高。



2
注入树脂法(灌浆法)

在两块玻璃之间留出空隙,然后往空隙内注入树脂,固化后形成夹层。其步骤是两块玻璃垂直放,留有间隙,周围除上部有开口外,其它部分都密封起来,中间形成一个空隙部分,然后将未聚合的合成树脂填充到空隙部分,将间隙缩小,使粘接济达到规定的厚度,从外部用热、光、放射线作用使树脂聚合固化,这样两层玻璃之间就形成了中间层,这种方法要求中间层的树脂,其强度高、透明度及粘接性都要好。



3
胶膜粘接剂法
在两块玻璃之间放入柔软透明的中间膜,同时用粘度较低的未聚合或部分聚合透明液态的树脂,使粘接剂光聚合、热聚合、放射线聚合或几种同时使用,使之聚合固化,将玻璃和中间膜粘在一起。用这种方法的优点是,对中间层膜片本身粘接剂的性的要求不像用膜片直接粘接形式那样高,只要粘接剂的粘接力强就可以。此外,不需要高压釜进行热压,整个工序完全可以连续进行,特别是使用光聚合树脂,其聚合时间可以缩短到10分钟左右,生产效率高,制造成本低。





玻璃性能

玻璃的材料力学性能及夹层玻璃的光学,热学性能都有一定的参数标准。

1
玻璃的材料力学性能

2
夹层玻璃的光学、热学性能 




结语

汽车朝着轻量化方向发展,在汽车上将会更多地采用轻质量高强度材料,夹层玻璃工艺技术发展很快,特别是1~2mm厚的薄玻璃片的出现,为制造薄夹层玻璃提出了良好的条件。

高档轿车上往往安装多层夹层玻璃或防弹玻璃,在夹层玻璃中设置警报驱动装置,一旦玻璃遭到破坏,可立即发出报警信号。



写在最后

我用持续不断的

努力写作与分享

希望换来你

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你的

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十分感谢

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说明:文中部分图片、信息来源于网络,

由漫谈君根据经验整理,仅供学习、交流!

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