
On the Fracture Behaviour and the Fracture Pattern Morphology of Tempered Soda-Lime Glass
Die wichtigsten Kriterien für die Beurteilung des Tragverhaltens und des Risikopotenzials von monolithischem Glas sind seine Zersplitterung und die Morphologie der Bruchstücke. Diese hängen stark nichtlinear von der zum Zeitpunkt des Bruchs im Glas vorhandenen Dehnungsenergiedichte ab, die in Bruchenergie umgewandelt werden kann.
Die Auslegung und Optimierung von Structural Glazing in der Technik erfordert daher sowohl die Kenntnis der relevanten Parameter und Mechanismen während des Bruchprozesses in Glas als auch ein Verständnis der Eigenschaften der Bruchstruktur. Basierend auf bruchmechanischen Überlegungen und umfangreichen experimentellen Untersuchungen wurden verschiedene Aspekte und physikalische Größen des Bruchverhaltens sowie Eigenschaften und Parameter der Bruchbildmorphologie von zerbrochenem, vorgespanntem Kalk-Natron-Glas untersucht und mit der gespeicherten Dehnungsenergie korreliert. Die Beziehung zwischen dem Fragmentierungsverhalten und der Dehnungsenergie wurde mit Hilfe des Energiekriteriums der linearen elastischen Bruchmechanik (LEFM) in Bezug auf die anfängliche Dehnungsenergie vor der Fragmentierung und im Zustand nach dem Bruch ausgearbeitet.
Darüber hinaus wurde ein von maschinellem Lernen inspirierter Ansatz für die Vorhersage der 2D-Makrozersplitterung von gehärtetem Glas entwickelt und ausgearbeitet, der auf bruchmechanischen Überlegungen und der statistischen Analyse der Bruchmuster-Morphologie basiert. Es wurde eine Methode abgeleitet und angewandt, bei der das Bruchmuster von gehärtetem Glas durch Voronoi-Tesselierung von Punktmustern auf der Grundlage der Bayes'schen räumlichen Punktstatistik, die mit Energiebedingungen in LEFM gefüttert wird, vorhergesagt und simuliert wird.