Analyse van de gelaagde structuur en beschermende beginselen van kogelwerend glas
In de moderne samenleving, met toenemende veiligheidsvereisten, kogelvrij glas, als cruciaal veiligheidsbeschermingsmateriaal, wordt veel gebruikt in banken, juwelierswinkels, overheidsfaciliteiten, diplomatieke voertuigen en zelfs in hoogwaardige civiele toepassingen.Het is niet een onverwoestbare "vaste plaat", zoals men zich zou kunnen voorstellen, maar eerder een complex ingenieursproduct dat de materialenwetenschap integreertDe uitzonderlijke beschermende prestaties zijn te danken aan de ingenieuze meerlagige structuur en de diepgaande fysische principes.
I. Gelaagde structuur van kogelvrij glas: een samengesteld "pantser"
kogelvrij glas, vakkundig meer aangeduid als "beveiligingsgelamineerd glas"," is niet gemaakt van een enkel glas paneel maar is een samengesteld materiaal gevormd door het samenvoegen van meerdere lagen van verschillende materialen door middel van speciale processenDe typische structuur, van boven naar beneden (of van buiten naar binnen), omvat in het algemeen:
1.Slagweerstandslaag (buitenste laag):
Dit is de laag die het eerst door de kogel wordt geraakt, meestal gemaakt van chemisch getemperd glas of fysiek getemperd glas.De primaire missie van deze laag is niet om de kogel rechtstreeks te blokkeren, maar om de energie van de kogel op te nemen en ervoor te zorgen dat deze vervormt.Het "verdoofden" van de harde kogel (meestal van koper of staal) vermindert de druk van de volgende lagen aanzienlijk,om te voorkomen dat ze gemakkelijk door het scherpe projectiel worden doordrongenDit is vergelijkbaar met de eerste laag van hard leer in oude harnassen, gebruikt om de aanvankelijke scherpe impact van een pijl tegen te gaan.
2.Energie-absorptielaag (middenlaag van de kern):
Dit is de ziel vankogelvrij glas, meestal bestaande uit één of meerdere vellendoorzichtige polymeermaterialen, meestalpolyvinylbutyral (PVB)enpolycarbonaat (PC).
3.Penetratiewerende laag/veiligheidsschaal (binnenste laag):
Dit is de laatste verdedigingslinie, meestal ook een laagpolycarbonaatplaatofglas met een hoge sterkteDe rol ervan is ervoor te zorgen dat zelfs als de kogel de voorgaande lagen doordringt, de restenergie onvoldoende is om deze laatste barrière te doorbreken.de binnenste laag voorkomt spalling (het verschijnsel waarbij fragmenten van het binnenglasoppervlak bij inslag naar het personeel aan de beschermde zijde vliegen)De binnenste laag van de PC bevat al deze fragmenten.
II. Beschermingsprincipes van kogelwerend glas: de kunst van het "verspillen" van energie
Het beginsel vankogelvrij glasDe kernprincipes kunnen als volgt worden onderverdeeld:
1Energieverspreiding en -overdracht:
Wanneer een kogel met hoge snelheid het buitenglas raakt, wordt de kinetische energie ervan sterk geconcentreerd op het extreem kleine gebied van de kogelspits, waardoor een enorme druk ontstaat.Het harde buitenglas reageert door de slagkracht snel over het gehele aangetaste oppervlak te verspreidenHet proces van het instantanieel breken van het glas verbruikt zelf aanzienlijke energie.en interactie hebben binnen de meerlagige structuur, waardoor de energie zich kan overbrengen en verspreiden, waardoor het niet op één punt kan worden geconcentreerd en onmiddellijk kan doordringen.
2.Momentum verbruik en bullet blunting principe:
Zoals reeds vermeld, is het harde buitenglas de "eerste slijpsteen" voor de kogel. een puntkop tot een stompkopVolgens de drukformule P=F/S (druk = kracht/oppervlakte) neemt het contactgebied S drastisch toe nadat de kogel is afgestompt.de resulterende druk P daalt aanzienlijkDit maakt het gemakkelijker voor de volgende, flexibelere PC-laag om deze te "vangen" en te stoppen door vervorming in plaats van dat deze gemakkelijk wordt doorboord.
3.Plastic Deformation and Kinetic Energy Absorption Principle (Core Principle):
Dit is de fase waarin de polycarbonaatlaag (PC) een sleutelrol speelt.buigen, rekken en inperkenDe kogel wordt voortdurend omgezet in energie, waardoor de energie van de kogel wordt omgezet in energie.interne energieHet is net als het slaan van een extreem dik en viskoos rubberen pad, je kracht wordt volledig opgenomen door de inperking en terugslag van het pad.Uiteindelijk., wanneer alle kinetische energie van de kogel wordt omgezet in andere energievormen (voornamelijk warmte en materiaalvervormingsenergie).
4.Visco-elastisch dissipatieprincipe:
PVB is een visco-elastisch materiaal dat eigenschappen van viskeuze vloeistoffen en elastische vaste stoffen combineert.intense wrijving en relatieve glijdingen tussen de moleculaire ketens, het genererenviskeus verdwijnenDe hoge viscositeit zorgt ervoor dat zelfs als het glas breekt, de fragmenten niet loskomen.het behoud van de structurele integriteit van het geheel en het blijven samenwerken met de volgende lagen om de impact te weerstaan.
5.Golfimpedantie-mismatchprincipe bij meerlagige interfaces (gevorderd principe):
Vanuit een meer theoretisch perspectief,kogelvrij glasis samengesteld uit verschillende materialen zoals glas, PVB en PC, elk met verschillendegeluidshinderWanneer spanningsgolven door interfaces tussen verschillende materialen gaan, reflecteren en breken ze.Door de dikte en volgorde van elke laag zorgvuldig te ontwerpen, kunnen spanningsgolven meerdere reflecties en interferenties ondergaan op de meerlagige interfaces, waardoorafbreken en verzwakkenHet is de bedoeling van de Europese Commissie om de energie te verminderen, de verspreiding van schokgolven te vertragen en meer tijd te winnen voor plastic vervorming en energie-absorptie.
gy), verliest het momentum en wordt ingebed in het glas.
Conclusies
kogelvrij glasHet is een uitstekend voorbeeld van de mensheid die materiële eigenschappen en fysische principes combineert om aan de beveiligingsbehoeften te voldoen.samengestelde gelaagde structuurOm een geavanceerde kunst van energie "dissipatie" uit te voeren.aanvankelijk verbruik door hard glasOm de enorme absorptie van plastic energie door polymeermaterialen te verkrijgen, is elke stap een nauwkeurige berekening en effectief beheer van de kinetische energie van de kogel.Het is deze filosofie van "het combineren van hardheid en zachtheid, waarbij verschillende aspecten worden aangepakt" die een ogenschijnlijk gewone transparante ruit verandert in een robuuste barrière die levens en eigendommen beschermt.Met de voortdurende ontwikkeling van nieuwe materialen en processen, toekomstkogelvrij glasDe Europese Unie zal zich onvermijdelijk ontwikkelen naar lichter, dunner, sterker en functioneel geïntegreerder, en zal een onmisbare rol blijven spelen op het gebied van veiligheid.
