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Theses Year : 2005

Laminated glass behaviour under perforating impact

Comportement des vitrages feuilletés sous impacts perforants

Emmanuel Nourry
  • Function : Author

Abstract

Laminated glass, as used in building applications (protection for shops and commercial building, guarding and balustrading...), is essentially designed for the protection against accidental shocks, against the risk of injury and against intruders and vandalism. Shock and penetration resistance, residual strength, reduction of fragments projection and laceration risk are evaluated by standard tests. This work is a contribution to the experimental investigation of the impact behaviour until perforation of laminated glass. From an experimental study of the hard body impact, the chronology and phenomenology of the damage evolution were identified and made it possible to define the energy balance of the impact. Then, the mechanical phenomena responsible for input energy dissipation (fragmentation, projection of fragments, interlayer deformation and glass/polymer debonding) were described and quantified. This investigation showed, for the impacts categories used, the preponderance of the interlayer deformation for energy dissipation and the necessity to consider jointly this mechanism with the adhesion conditions. Finally, with an original interrupted impact facility which discretizes damage evolution, the glazing ability to degrade impact energy was evaluated, versus time. The principle of this device is to vary the perforation distance of the projectile for the same input energy. Instrumentation of the latter gives us displacement evolution during the impact. Thus, the damage evolution can be described and compared with the energy dissipation in order to characterize the impact resistance of laminated glass.
Les vitrages feuilletés, mis en oeuvre dans le secteur du bâtiment (protection pour les bâtiments commerciaux, garde-corps, vitrines...) sont utilisés essentiellement pour la protection contre le heurt accidentel, contre le risque de blessures et contre le vandalisme et l'effraction. Leur résistance aux chocs et à la perforation, leur rigidité résiduelle après casse de la totalité des couches de verre, la réduction de la projection de fragments et du risque de lacération sont évaluées à l'aide de tests normatifs. Ce travail est une contribution à l'étude expérimentale du comportement à l'impact jusqu'à perforation des vitrages feuilletés. A partir d'une analyse expérimentale de l'impact de corps durs, la chronologie et la phénoménologie du processus d'endommagement des vitrages feuilletés ont été identifiées et ont permis de définir le bilan énergétique de la sollicitation. Les phénomènes mécaniques responsables de la dissipation de l'énergie incidente (fissuration, projection de fragments, déformation du film intercalaire et délaminage à l'interface verre/polymère) ont alors été décrits et quantifiés. Cette étude a montré, pour les catégories d'impacts considérés, la prédominance de la déformation du film intercalaire dans la dissipation d'énergie et la nécessité de considérer conjointement ce mécanisme avec les conditions d'adhésion. Enfin, à l'aide d'un dispositif original d'essais d'impact interrompus qui discrétise l'évolution de l'endommagement, la capacité du vitrage à dégrader l'énergie d'impact a été évaluée au cours du temps. Le principe de ce dispositif est de faire varier, pour une même énergie incidente, la distance de perforation du projectile. Ce dernier est de plus instrumenté afin de suivre l'évolution de son déplacement au cours de l'impact. Ainsi, l'évolution de l'endommagement peut être décrite et confrontée à la dissipation d'énergie afin de caractériser la résistance à la perforation des vitrages feuilletés.
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Dates and versions

pastel-00001608 , version 1 (21-02-2006)

Identifiers

  • HAL Id : pastel-00001608 , version 1

Cite

Emmanuel Nourry. Laminated glass behaviour under perforating impact. Engineering Sciences [physics]. Arts et Métiers ParisTech, 2005. English. ⟨NNT : 2005ENAM0003⟩. ⟨pastel-00001608⟩

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