Advanced computational and experimental modelling of laminated glass structures under low velocity impact
Project goals
Laminated glass units consist of multiple glass layers bonded with polymer foils. This layering changes the post-fracture response of such units from brittle to ductile. When a laminated glass pane is damaged, most typically by impact, the fragments remain stuck to the interlayer, allowing the structure to sustain additional loading before its final failure. This complex process is, however, difficult to model empirically. The aim of this project is to develop a predictive simulation framework for post-critical response of laminated glass units with emphasis on low velocity impact simulating, e.g., fall of a human body. To this goal, we will extend our recently developed variationally-based finite element models for viscoelastic laminated plates under large deflections in order to account for inertia effects, large viscoplastic deformations of the polymer foil, and fracture of the glass layers. In parallel, the post-fracture behavior will be studied experimentally to validate the computational models and to assess the performance of different types of glass layers and interlayers.
Keywords
Laminated glass unitspost critical responselow velocity impactvariational modelsfracturelarge deformationspolymersfinite element methodexperimental validation
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 20 (SGA0201600001)
Main participants
České vysoké učení technické v Praze / Fakulta stavební
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
16-14770S
Alternative language
Project name in Czech
Pokročilé počítačové a experimentální modelování konstrukcí z laminovaného skla zatížených nízkorychlostním rázem
Annotation in Czech
Laminované skleněné prvky jsou navrhovaná z několika vrstev skla spojených polymerní folií. To mění jejich pokritickou odezvu z křehké na duktilní. V okamžiku, kdy je laminovaná skleněná tabule porušena, většinou účinkem rázu, zůstávají úlomky přilepené k mezivrstvě, což umožňuje vzdorovat dalšímu zatížení až do úplného porušení konstrukce. Tento složitý proces je však obtížné modelovat empiricky. Cílem projektu je prediktivní simulační nástroj pro sledování pokritické odezvy laminovaných skel s důrazem na nízkorychlostní ráz způsobený např. účinkem lidského těla. K tomu účelu bude rozšířen námi nedávno navržený variační konečně-prvkový model pro popis viskoelastického chování laminátových desek s uvážením velkých deformací tak, aby bylo možné svázat setrvačné efekty, velké viskoplastické deformace polymerní folie a poškození skla. To umožní validaci výpočtových modelů a postihnout chování různých typů vrstev skla a mezivrstev.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
Computational and experimental research significantly contributed to the understanding and quantification of post-fracture processes in laminated glass structures. All stated goals have been achieved. Publication activity was adequate. Principal aims of the project can be used in practice and in education. The budget drawing schedule was purposive. Project was solved on very good scientific level.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2016
Realization period - end
Dec 31, 2018
Project status
U - Finished project
Latest support payment
May 16, 2018
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP19-GA0-GA-U/01:1
Data delivery date
Jun 12, 2019
Finance
Total approved costs
4,995 thou. CZK
Public financial support
4,977 thou. CZK
Other public sources
18 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
4 995 CZK thou.
Public support
4 977 CZK thou.
99%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
JN - Civil engineering
Solution period
01. 01. 2016 - 31. 12. 2018