钢化夹层玻璃承载性能的测试方法及测试装置与流程

1.本发明涉及游乐设备技术领域，特别涉及一种钢化夹层玻璃承载性能的测试方法。同时，本发明还涉及一种钢化夹层玻璃承载性能的测试装置。


背景技术：

2.玻璃水滑道是我国游乐园和景区新兴游乐项目之一。不同于其他仿制国外 创意的游乐项目，玻璃水滑道是由我国独立原创，并自主设计、制造、安装和 运营，截止目前全国在用玻璃水滑道已达1000多条，深受广大游客的欢迎。但 由于其未纳入大型游乐设施监管、市场准入条件低、安全隐患较多、设计制造 无标准可依等诸多因素，导致该类设备质量层次不齐。
3.其中，作为玻璃水滑道的主要承重、承人材料，钢化夹层玻璃的性能直接关系到游客的生命安全。一般的，钢化夹层玻璃是指2层或2层以上普通的浮法玻璃进行钢化处理后，利用中间层pvb胶片(学名聚乙烯醇缩丁醛)，经过加热、高压特殊工艺，将其粘合在一起的一种安全玻璃。
4.而在应用于玻璃水滑道设备上时，钢化夹层玻璃尺寸达到1300
×
985mm及以上，为保证玻璃水滑道设备使用的安全性，通常需要对钢化夹层玻璃进行承载性能测试。但现有的玻璃承载性能测试装置，无法容纳大尺寸的钢化夹层玻璃试样，且测试的结果亦不能很好的反应部件整体的受力性能。
5.另外，现阶段对玻璃材料的承载性能测试一般是加载至极限载荷，使其完全失去承载能力，而钢化夹层玻璃自身存在载荷回升的特性，其剩余承载能力的大小同样是保证游客生命安全的关键。
6.而目前并未有对钢化夹层玻璃的剩余承载力进行过测试，也即是现有的测试方法并不能测试出钢化夹层玻璃在实际工况中的整体承载性能和剩余承载性能。
7.因此，研发一种能够对较大尺寸的钢化夹层玻璃承载性能测试方法及装置，以能够满足玻璃水滑道等游乐设施的实际需要，显得相当有必要。


技术实现要素：

8.有鉴于此，本发明旨在提出一种钢化夹层玻璃承载性能的测试方法，以能够对玻璃试件的剩余承载力进行测试。
9.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
10.一种钢化夹层玻璃承载性能的测试方法，所述测试方法包括如下步骤：
11.a.将待测的钢化夹层玻璃固定于测试装置中，进行定位；
12.b.按照一定的加载速率对步骤a中所述的钢化夹层玻璃施加向下的载荷；
13.c.记录加载过程中，所述钢化夹层玻璃的单层玻璃失效时为第一次失效点，记录加载过程中玻璃碎裂情况，以及所述第一次失效点测得的承载力；
14.d.待数值记录完毕后，继续向所述钢化夹层玻璃施加向下的载荷，直至完全失效，
此时为第二次失效点，记录加载过程中玻璃碎裂情况，以及所述第二次失效点测得的承载力；
15.e.将记录的步骤c中的所述第一次失效点测得的承载力，以及步骤d中的所述第二次失效点测得的承载力，与预先输入至所述测试装置中的最不利载荷进行比较，通过计算得到安全系数，若所述第一次失效点及所述第二次失效点的经计算得到的安全系数均符合预先输入的判定标准，则所述钢化夹层玻璃承载性能为合格。
16.进一步的，所述钢化夹层玻璃采用四点支撑定位或相对两边进行定位。
17.进一步的，所述第一次失效点通过实时监测的加载历程图或玻璃表面完整性感应装置进行感测。
18.进一步的，所述加载速率4mm/min
‑
6mm/min。
19.进一步的，对待测所述钢化夹层玻璃分组并分别编号，重复步骤a至步骤 b，完成玻璃试件样品的测试。
20.相对于现有技术，本发明具有以下优势：
21.本发明所述的钢化夹层玻璃承载性能的测试方法，通过对钢化夹层玻璃施加向下的载荷过程中，能够测量并记录该钢化夹层玻璃的第一次失效点的承载力和第二次失效点的承载力，并且通过将测得的承载力与预先输入的最不利载荷值进行比对，而能够判断该钢化夹层玻璃承载性能是否合格，同时通过测量并计算得到的第二失效点的安全系数能够评价该钢化夹层玻璃的剩余承载能力。通过该测试方法不仅能够对钢化夹层玻璃的整体承载能力测量，而且还能够测量钢化夹层玻璃(以下简称玻璃试件)的剩余承载力，在保证足够的安全冗余基础上，并能够提高性能测试的准确性，从而可保障使用者的安全性。
22.此外，本发明的另一目的在于提出一种钢化夹层玻璃承载性能的测试装置，其包括：
23.机架；
24.定位组件，设于所述机架上并可沿所述机架的宽度方向滑动设置，所述定位组件具有用于支撑并固定所述待测钢化夹层玻璃的四个支撑端，以用于对待测钢化夹层玻璃构成定位；
25.加载部件，设于所述机架上，并位于所述定位组件的上方，以构成对位于所述定位组件上的待测钢化夹层玻璃施加向下的连续载荷。
26.进一步的，所述定位组件包括上下布置的第一框架和第二框架，以及连接于所述第一框架和所述第二框架之间的支撑柱，所述支撑端构造于所述第二框架的顶部，且所述第一框架上设有可沿所述机架的宽度方向滑动的滑动部，对应于所述滑动部，于所述机架上设有与所述滑动部滑动连接的滑动配合部。
27.进一步的，所述滑动部为设于所述第一框架上的楔形滑块，对应于所述楔形滑块，于所述机架上设有与所述楔形滑块匹配的滑轨，所述滑轨构成所述滑动配合部。
28.进一步的，所述加载部件包括设于所述机架上的直线驱动装置，构成对所述待测钢化夹层玻璃施加载荷的压头，以及连接于所述直线驱动装置动力输出端和所述压头的伸缩杆，因所述直线驱动装置的驱动，所述压头随所述伸缩杆向下移动，而构成对所述待测钢化夹层玻璃的施加载荷。
29.进一步的，所述压头采用仿真人脚结构。
30.本发明所述的钢化夹层玻璃承载性能的测试装置能够模拟钢化夹层玻璃在实际使用工况下的受力情况，并能够通过该装置对该钢化夹层玻璃的整体承载力及剩余承载力进行测试，且测试结果更为准确，从而能够保障钢化夹层玻璃在应用于玻璃水滑道、玻璃栈道等游乐设施中的安全性。
31.另外，通过设置的可滑动的定位组件，可便于钢化夹层玻璃放置及定位操作。此外，施加载荷的压头采用仿真人脚的结构，可能够进一步模拟钢化夹层玻璃的实际使用工况，而可进一步提高测试数据的准确性。
附图说明
32.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
33.图1为本发明实施例二所述的钢化夹层玻璃承载性能的测试装置的结构示意图；
34.图2为本发明实施例二所述的定位组件装配状态的结构示意图；
35.图3为本发明实施例二所述的定位组件的结构示意图；
36.附图标记说明：
[0037]1‑
机架，11
‑
滑轨，12
‑
立柱，13
‑
连接板，14
‑
防护门，15
‑
检修门，16
‑
显示屏，17
‑
操作面板；
[0038]2‑
定位组件，21
‑
第一框架，211
‑
楔形滑块，22
‑
第二框架，221
‑
支撑端，23
‑ꢀ
支撑柱，3
‑
直线驱动装置，4
‑
伸缩杆，5
‑
压头，10
‑
待测钢化夹层玻璃。
具体实施方式
[0039]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0040]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“背”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0041]
此外，在本发明的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”“连接件”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0042]
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0043]
实施例一
[0044]
本实施例涉及一种钢化夹层玻璃承载性能的测试方法，该测试方法对应用于玻璃水滑道设备中的钢化夹层玻璃进行测试，其中，需说明的是，玻璃水滑道设备中采用的钢化夹层玻璃单元整体尺寸较大，规格约在1300mm
×
985mm 及以上，本实施例的测试方法针对大尺寸的钢化夹层玻璃的承载性能进行测试，以能够与钢化夹层玻璃实际使用工况更为贴
近，该测量方法不仅能够测量钢化夹层玻璃的整体承载力，还能够测量钢化夹层玻璃的剩余承载力，并使得测试的数据更为准确，可大大地保证了大尺寸载人玻璃性能测试的准确性。
[0045]
具体来说，本实施例的测试方法包括如下步骤：
[0046]
a.将待测的钢化夹层玻璃固定于测试装置中，进行定位；
[0047]
b.按照一定的加载速率对步骤a中的钢化夹层玻璃施加向下的载荷；
[0048]
c.记录加载过程中，钢化夹层玻璃单层玻璃失效时为第一次失效点，记录加载过程中玻璃碎裂情况，以及第一次失效点测得的承载力；
[0049]
d.待数值记录完毕后，继续向钢化夹层玻璃施加向下的载荷，直至完全失效，此时为第二次失效点，记录加载过程中玻璃碎裂情况，以及第二次失效点测得的承载力；
[0050]
e.将记录的步骤c中的第一次失效点测得的承载力，以及步骤d中的第二次失效点测得的承载力，与预先输入至测试装置中的最不利载荷进行比较，通过计算得到安全系数，若第一次失效点及第二次失效点经计算得到的安全系数均符合预先输入的判定标准，则钢化夹层玻璃承载性能为合格。
[0051]
其中，步骤1中钢化夹层玻璃也即是玻璃试件采用四点支撑定位或相对两边支撑定位，以能够模拟钢化夹层玻璃在实际工况下的装配状态。另外第一次失效点也即是钢化夹层玻璃的单层玻璃失效时，可通过实时监测的加载历程图或是现有技术中的感应装置及传输装置进行观测及数据的传输。
[0052]
在此需说明的是，在钢化夹层玻璃进行承载性能测试过程中，可能存在未出现第一次失效点的情形，也即是在测试过程中钢化夹层玻璃完全破碎，此时，该钢化夹层玻璃承载性能不合格。
[0053]
另外，本实施例的测试方法中采用等速率进行载荷的加载，其加载速率在 4mm/min
‑
6mm/min之间，优选为5mm/min。而上述中预先输入的最不利载荷按照gb 8408
‑
2018的规定，取两名乘客重力，即1600n，以用来评价玻璃试件的承载性能。
[0054]
在检测钢化夹层玻璃试件的可靠性时，对待测钢化夹层玻璃分组并分别编号，重复步骤a至步骤b，完成玻璃试件样品的测试，通常采用6个玻璃试件为一组并进行编号，然后对各玻璃试件进行承载性能测试，记录各玻璃试件在第一次失效点的加载时间及承载力，以及第二次失效点的加载时间及剩余承载力，并根据公式(一)计算安全系数。
[0055][0056]
式中：
[0057]
p——经试验测得的承载力，单位为牛(n)；
[0058]
q1——最不利载荷，取1600n；
[0059]
n——安全系数；
[0060]
p的取值为在玻璃正中心、框架支撑边缘、角部三种位置的测试结果；
[0061]
其中，安全系数n是指试验测出的整体承载力(第一失效点测得的承载力)/ 剩余承载力(第二失效点测得的承载力)与最不利载荷的比值，整体承载性能测试得出的安全系数n应大于等于8，剩余承载性能测试得出的安全系数n应大于等于3.5。
[0062]
测试结果按表1中的要求进行评定。
[0063]
表1测试结果评定表
[0064][0065]
本实施例的测试方法通过对玻璃试件进行连续加载测得第一次失效点和第二次失效点对应的承载力，而测得玻璃试件的整体承载性能和剩余承载性能，其中，第二次失效点测得承载力用于评价钢化夹层玻璃的剩余承载性能情况。接着，通过将测得的第一次失效点和第二次失效点测得的承载力与最不利载荷值进行比较，经计算得到安全系数，从而判定该玻璃试件的承载性能是否合格。
[0066]
此外，发明人应用该测试方法对玻璃水滑道用玻璃试件进行测量，如下表中所示：
[0067][0068][0069]
通过将上述表中数据，计算得出安全系数，并与上述测试结果评定表中进行对照，进行判断玻璃水滑道用钢化夹层玻璃承载性能的结果。
[0070]
本实施例的测试方法能够测量大尺寸的钢化夹层玻璃的整体承载性能和剩余承载性能，并且通过该测试方法测得的钢化夹层玻璃承载性能准确性更高，且可靠性更好，从而可保障载人玻璃的性能可靠性及使用者的安全性。
[0071]
实施例二
[0072]
本实施例涉及一种钢化夹层玻璃承载性能的测试装置，该测试装置基于实 施例一种的测试方法，且如图2和图3中所示，该测试装置具体主要包括机架 1、定位组件2和加载部件，其中定位组件2设有机架1上，并可沿机架1的宽 度方向滑动设置，定位组件2具有用于支撑并固定待测钢化夹层玻璃10的四个 支撑端221，以用于对待测钢化夹层玻璃10构成定位。而加载部件设于机架1 上，并位于定位组件2的上方，以能够对位于定位组件2上的待测钢化夹层玻 璃10施加向下的连续载荷。
[0073]
其中，需说明的是，待测钢化夹层玻璃10可通过粘接的方式与支撑端221 连接固定，当然也可设置相应的夹持件，以夹紧待测钢化夹层玻璃10，该夹持 件的纵截面形状呈匚形结构，也即是具有上下布置的两个夹板和连接两个夹板 之间的连接板，其中，待测钢化夹层玻璃10和承托该待测钢化夹层玻璃19的 承载件(具体例如为下述中的第一框架211)，夹设于两个夹板之间形成的凹槽 中，通过顶紧螺栓顶紧于承载件上而将待测钢化夹层玻璃10紧固于第一框架211上，实现待测钢化夹层玻璃10的定位。为能够对待测钢化夹层玻璃10起 到保护作用，可在夹持件与待测钢化夹层玻璃10之间设置胶垫。
[0074]
另外，待测钢化夹层玻璃10除了通过四个支撑端221进行定位的结构形式 外，还可对待测钢化夹层玻璃10的相对的两边进行支撑定位。
[0075]
本实施例中，于机架上还设有控制装置，用于控制和数据的传输，该控制 装置包括设于机架1下端的用于装设控制元件的箱体，以及与控制元件连接的 显示屏16和操作面板17。其中，显示屏16能够将测试过程中的数据以及同步 生成的力学曲线显示出来，而操作面板17可输入试验方案，根据实际情况控制 试验进程。另外，于该箱体上设有检修门，以便于能够对装置进行检修。在此 需说明的是，本实施例中的控制装置及控制程序可采用现有技术中的成熟设备 及编程。
[0076]
本实施例的定位组件2设于箱体的上方，并位于形成在机架1上的试验腔 体中，其中，该试验腔体由多个面板围成呈矩形状结构，并能够容纳大尺寸的 钢化夹层玻璃。为便于定位组件2沿机架1滑动至试验腔体外，于机架1上设 有防护门14，以便于定位组件2的滑出，同时通过设置的防护门14的关闭， 还能在测试过程中，能够防止玻璃试件的碎裂而造成碎块的飞溅伤人，从而能 够对操作者起到一定的保护作用。
[0077]
由图2结合图3所示，本实施例的定位组件2包括上下布置的第一框架21 和第二框架22，以及连接于第一框架21和第二框架22之间的支撑柱23，支撑 端221构造于第二框架22的顶部，且第二框架上设有可沿机架的宽度方向滑动 的滑动部，对应于滑动部，于机架1上设有与滑动部滑动连接的滑动配合部。
[0078]
具体结构上，如图2和图3所示，滑动部为设于第二框架22上的楔形滑块 211，对应于楔形滑块211，于机架1上设有与楔形滑块211匹配的滑轨11，滑 轨11构成滑动配合部。当然，滑动部和滑动配合部还可采用其他结构形式，以 能够实现定位组件2沿机架1的宽度方向滑动即可，如此设置，可利于大尺寸 的钢化夹层玻璃放置于定位组件2上，并利于钢化夹层玻璃的定位操作。
[0079]
本实施例的加载部件包括设于机架1上的直线驱动装置，构成对待测钢化夹层玻璃施加载荷的压头5，以及连接于直线驱动装置动力输出端和压头5的伸缩杆4，因直线驱动装置的驱动，压头5随伸缩杆4向下移动，而构成对待测钢化夹层玻璃10的施加载荷。
[0080]
具体的，如图2中所示，于机架1的上端设有两个立柱12，于两个立柱12 之间连接
有连接板，上述的直线驱动装置固连于连接板上，并位于定位组件2 的上方，伸缩杆4的一端连接于直线驱动装置的动力输出端，另一端与压头5 连接，通过直线驱动装置的驱动，而带动伸缩杆4向下运动，使得压头5能够对待测钢化夹层玻璃10施加向下的载荷，从而对待测钢化夹层玻璃10的承载性能进行测试。
[0081]
需说明的是，本实施例的直线驱动装置优选为电动缸，当然还可为油缸或气缸或直线电机等。
[0082]
另外，本实施例的压头5优选采用仿真人脚结构，以进一步模拟玻璃试件的实际使用工况，而提高测试数据的准确性。值得说明的是，仿真人脚按照1:1 的比例制成，且可套上鞋，以更进一步模拟实际工况，通过在压头5上设置的压力传感器，并利用压力传感器采集数据，同时设置的显示屏16可将采集的结果直观显示。
[0083]
本实施例的钢化夹层玻璃承载性能的测试装置在使用时，首先将定位组件 2滑动移出，并将待测钢化夹层玻璃10定位于定位组件2上，然后将定位组件 2复位至试验腔体中，并关上防护门，然后通过控制面板输入试验方案以及载荷
‑
变形曲线标准。启动直线驱动装置，直线驱动装置按照预设加载速率对待测钢化夹层玻璃10进行持续加载，当发生第一失效点时，载荷短暂回升，此时通过显示屏显示出测试数据及应力曲线，然后通过直线驱动装置的继续加载，直至第二失效点结束加载，此时，测试出该过程中的数据及应力曲线。如此可测得待测钢化夹层玻璃10的整体承载力及其剩余承载力，并通过两次失效载荷及强度评价钢化夹层玻璃的可靠性，从而有效保障应用时的可靠性。
[0084]
本实施例的钢化夹层玻璃承载性能的测试装置能够模拟钢化夹层玻璃在实际使用工况下的受力情况，并能够通过该装置对该钢化夹层玻璃的整体承载性能及剩余承载性能进行测试，且测试结果更为准确，从而能够保障钢化夹层玻璃在应用于玻璃水滑道、玻璃栈道等游乐设施中的安全性。
[0085]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。