TP盖板玻璃强度分析

《TP盖板玻璃强度分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、TP盖板玻璃强度分析结构部CAE小组主要内容2玻璃强度简介研究目的和意义实验条件和仿真模型结果及分析结论参考文献主要内容3玻璃强度简介研究目的和意义实验条件和仿真模型结果及分析结论参考文献玻璃微裂纹随着智能手机屏幕的不断增大，玻璃成为整机结构设计中重要的结构件之一。而在破坏性实验过程中，整机跌落测试常会出现TP盖板玻璃破裂的情况普通平板玻璃的理论强度大于10000MPa，但测试结果表明，玻璃的实际强度只有30～80MPa。影响玻璃实际强度的因素:如存放环境、表面机械加工、样品尺寸、机械划伤以及内部缺陷(气泡、结石)等，其中微裂纹的存在对玻璃实际强度影响

2、最大[1,2]微裂纹产生的原因可归纳为内部缺陷、表面反应和表面磨损，但对强度影响较大的主要是玻璃外表面的微裂纹[1,2]4玻璃切割过程中边缘产生的微裂纹玻璃微裂纹的产生玻璃表面玻璃原片采用熔融溢流法或浮法工艺制备，新制备玻璃的天然表面微裂纹数量很少，尺寸很小机械加工减薄——研磨，抛光，致使表面微裂纹的大量产生环境——大气中的H2O，致使玻璃表面发生应力腐蚀而产生微裂纹[3]5玻璃表面水分子玻璃表面开裂玻璃边缘机械加工所致，其中包括切，磨，CNC，钻孔及抛光等。尤其是对玻璃进行机械切割，钻孔将导致边缘产生尺寸较大的微裂纹[2]环境——大气中的H2O，致使

3、玻璃表面发生应力腐蚀高质量的抛光能有效减小玻璃表面微裂纹尺寸，高质量的抛光与不抛光玻璃原片的强度差异可达到10%～50%左右[2]一般而论，上下表面经过精抛光减薄后，微裂纹尺寸较小且数量较少，而边缘由于机械加工导致裂纹尺寸相对玻璃表面较大，且数量相对较多，因而要重点关注边缘裂纹情况玻璃微裂纹的产生TP盖板玻璃是玻璃原片经过化学增加处理后得到的化学增强法是在一定的温度下把玻璃浸入到高温熔盐中，玻璃中的碱金属离子与熔盐中的碱金属离子因扩散而发生相互交换，使玻璃表面（边缘）形成一定厚度的压应力层，压应力层使裂纹不易扩展，从而提高了玻璃的强度[1,6]7化学钢

4、化玻璃国际大厂TP玻璃参数CS>700MPaDOL>40umCT在40～80Mpa之间化学钢化玻璃厚度方向应力分布图CS：表面压应力值DOL：压应力层深度CT：中心张应力值CTCSDOL厚度CSDOL各大厂家TP玻璃主要为铝硅酸盐玻璃，组分差别不大，影响本征强度的主要是微裂纹尺寸微裂纹尺寸的离散分布导致了玻璃强度大小不一，离散度较大[3]玻璃厚度一定，则CS值越大，玻璃表面和边缘强度越高[7]。但CS值不能无限增大。根据CS与CT之间的关系（见下式），CS在增大的同时，CT值也在不断增大，玻璃产生“自爆”的几率也会变大CT值大于玻璃的本征强度时，玻璃将

5、发生自爆由于边缘微裂纹尺寸大于表面，因而当DOL值大于边缘微裂纹尺寸最大值时，则DOL对表面和边缘强度影响不大。当DOL值小于边缘裂纹尺寸最大值时则对强度有较大影响[7]8化学钢化玻璃化学钢化玻璃表面和边缘理论许用强度σf：失效应力KIC/(Y*√c)：玻璃本征强度，受微裂纹尺寸最大值和尖端曲率半径影响，与裂纹数量无关CS：表面压应力CT：中心张应力X：未知量对于表面强度，X与DOL,CT,厚度及裂纹形貌等因素有关对于边缘强度，X与DOL,CT及裂纹形貌等因素有关注：化学钢化玻璃强度影响因素繁多，无法用具体的公式来衡量；CT如何影响玻璃强度尚未收集到相

6、关资料——t为玻璃厚度化学钢化玻璃根据[7]，构件在受到相同载荷的情况下，其所受的应力值与构件厚度平方成反比对于TP玻璃，若要求两种不同厚度的玻璃具有相同的最大承载能力（承受外力冲击能力），则厚度小的玻璃应该提高许用强度值。假设某种0.7mm厚TP玻璃的许用强度值为700MPa，则其他厚度玻璃的许用强度值如下表所示9厚度（mm）0.70.60.550.50.4具有相同许用强度时所能承受最大载荷（a.u.）10.730.620.510.33具有相同最大承载能力时所要求的许用强度（MPa）700959112913732121提高TP玻璃许用强度的途径：在一

7、定范围内提高CS值提高表面和边缘加工质量，减小裂纹尺寸最大值，增大裂纹尖端曲率半径其他厂家根据不同的钢化工艺可以控制CS,CT及DOL值，在这三个数值的控制上各个厂家都相对成熟，可在满足三者关系的前提下（按前述公式）控制三者的数值大小[8]TP玻璃表面和边缘的裂纹分布情况因各厂家加工水平而异，受各厂家加工设备和加工工艺影响。上述因素将共同影响TP玻璃的许用强度值就TP玻璃而言，上下表面经过精抛光减薄后，微裂纹尺寸较小，而边缘由于机械加工导致裂纹尺寸相对玻璃表面较大，导致玻璃边缘的强度要比表面强度低综上所述，对于玻璃整体而言，边缘失效强度要低于表面失效强

8、度。整机自由跌落实验过程中TP玻璃的失效大多数是由边缘裂纹受力扩展所致。在用户实际使用过程中则