玻璃破碎原理

第一節(jié)玻璃的性質(zhì)

一、玻璃的機械強度

玻璃是一種具有無規(guī)則結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)固體。玻璃是一種脆性材料、物理性質(zhì)是各向同性的。

玻璃的機械強度用抗壓、抗拉、抗彎、抗沖擊強度等指標(biāo)表示。

1.玻璃的抗拉強度與抗壓強度強度

普通平板玻璃的強度值：

抗拉強度：350～850kg／cm2

抗壓強度：2×105～5×105kg／cm2

抗壓強度≈（15——20）×抗拉強度2.玻璃的硬度和脆性

玻璃的硬度大

玻璃的脆性大

玻璃的機械性質(zhì)：硬度大、脆性大、

抗壓強度大、抗拉強度小

二、玻璃的熱學(xué)性質(zhì)

1.玻璃的熱膨脹系數(shù)與導(dǎo)熱系數(shù)

玻璃的熱膨脹系數(shù)變化范圍較大。

玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)很小。

2.玻璃的熱穩(wěn)定性

熱穩(wěn)定性：玻璃經(jīng)受劇烈溫度變化

而不破裂的性能。

熱膨脹系數(shù)越大，熱穩(wěn)性越低。

導(dǎo)熱系數(shù)越小，熱穩(wěn)性越低。

第二節(jié)玻璃破碎原理

一、應(yīng)力波載荷作用破碎原理

應(yīng)力波的形成剛性物體碰撞

作用于剛性物體的沖擊波

沖擊波的形成超音速飛行的彈頭

爆炸產(chǎn)生的高速氣流

超音速飛行的彈頭

亞音速飛行的彈頭

剛體高速飛行的彈頭

高速拋擊物

低速拋擊物

與玻璃碰撞，在玻璃介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力波。

應(yīng)力波：彈性應(yīng)力波、塑性應(yīng)力波二、玻璃受機械載荷作用破碎原理

玻璃受外力作用產(chǎn)生變形，變形使玻璃內(nèi)部不同方向

產(chǎn)生應(yīng)力

入射面自由面

入射面：受圓環(huán)形拉應(yīng)力區(qū)作用

自由面：受切向拉應(yīng)力區(qū)作用

三、玻璃受熱沖擊載荷作用破碎原理玻璃經(jīng)受劇烈的溫度變化，使玻璃內(nèi)部的應(yīng)力產(chǎn)生變化。點熱源作用、面熱源作用。第三節(jié)玻璃破碎痕跡特征玻璃破碎痕跡：是指玻璃受載荷作用，由于斷裂而形成的裂紋形態(tài)和裂紋的分布。研究玻璃破碎痕跡特征，主要是分析裂紋形態(tài)和分布，確定所受載荷及破壞方式。放射裂紋：以作用點為中心向四周呈放射狀分布的裂紋。切向裂紋：以作用點為中心，以某一長度為半徑的圓環(huán)形或弧形裂紋。末稍紋：放射紋擴裂時由于能量衰減而終止于玻璃內(nèi)部的裂紋前沿。弓形紋：分布于裂紋斷口上的，并且向某一表面匯聚成束的紋線。１.槍擊裂紋特征彈孔圓形或橢圓形、斷面粗糙孔徑大于彈徑、邊緣有白色粉末圈層裂區(qū)層裂區(qū)呈喇叭狀、入口小，出口大Φr/Φc=3(7.62mm)

斷面呈階梯狀末稍紋

均勻分布于彈孔周圍、密度大、長度小、長度變化小、形態(tài)細(xì)直（斷口呈柱面）、前沿形態(tài)：入口面長、出口面短。放射紋放射狀或網(wǎng)狀分布，分叉多、轉(zhuǎn)折多，

密度小、長度大

形態(tài)彎曲、裂紋較粗（斷口呈空間曲面）。

２.高速拋擊裂紋特征

孔洞圓形或不規(guī)則形狀，孔徑＜物體尺寸（孔徑＞物體尺寸）呈喇叭口狀，入口小、出口大，

入口側(cè)為光滑斜面，邊緣鋒利，出口側(cè)有少量層裂，層次少。放射紋放射紋數(shù)量少、分叉少，末稍紋末稍紋數(shù)量少、長度短、長度變化大、分布不均，前沿形態(tài)（與槍擊相反）出口面長、入口面短斷口近似柱面。切向紋直徑小或不出現(xiàn)，斷口呈柱面弓形紋放射紋（末稍紋）：弓形紋從自由面向入射面匯聚，并且匯聚到作用點。切向紋：弓形紋從入射面向自由面匯聚。

石塊彈弓拋擊

鐵塊彈弓拋擊３.低速拋擊裂紋特征裂紋形態(tài)與物體尺寸有關(guān)孔洞圓形或不規(guī)則形狀，

孔徑＜物體尺寸、孔徑＞物體尺寸放射紋放射紋數(shù)量少、不分叉，斷口呈柱面。末梢紋數(shù)量少、分布不均，長度變化大。末梢紋前沿形態(tài)與高拋相同（出口面長、入口面短），裂紋斷口呈柱面。

切向紋直徑變化大，圓形、不規(guī)則形，裂紋斷口呈柱面，弓形紋

弓形紋匯聚方向與高拋相同。放射紋（末稍紋）：弓形紋從自由面向