Page 135 - 《爆炸与冲击》2026年第3期

第 46 卷 李昊洋，等： 风致飞射物冲击下钢化玻璃破坏的边界条件效应及碎片分布量化模型 第 7 期

表 1 实验方案
Table 1 Experimental schemes

玻璃尺寸/mm
实验编号 冲击类型 冲击物质量/g 冲击速度/(m·s ) 冲击角度/(°) 边界条件 空白列
−1
厚度 表面边长
1 点vs面 30 50 6 110 90 明框 1
2 点vs面 30 100 8 290 60 隐框 2
3 点vs面 50 50 8 290 75 点支撑 3
4 点vs面 50 150 6 200 60 明框 1
5 点vs面 50 100 6 110 90 隐框 2
6 点vs面 50 150 8 200 75 点支撑 3
7 点vs面 30 50 6 200 60 点支撑 1
8 点vs面 30 150 6 290 75 隐框 2
9 面vs面 50 100 8 200 75 明框 3
10 点vs面 50 150 8 110 90 隐框 1
11 面vs面 50 50 8 110 90 明框 2
12 面vs面 50 100 6 290 60 点支撑 3
13 面vs面 30 100 6 200 75 明框 1
14 面vs面 30 150 8 110 90 点支撑 2
15 面vs面 30 50 8 290 60 隐框 3
16 面vs面 30 100 6 110 90 点支撑 1
17 面vs面 30 50 8 200 75 隐框 2
18 面vs面 50 150 6 290 60 明框 3

2 实验结果及参数影响分析

2.1 实验结果
本实验为模拟风致飞射物冲击钢化玻璃时玻璃的破坏情况和碎片飞散情况，主要通过大块碎片总
质量、冲击物速度衰减率、玻璃破坏面积百分比、最远测试区域碎片质量和冲击点的应变变化情况分析
不同因素对玻璃破坏情况的影响。
图 3 展示了 3 种边界条件下钢化玻璃冲击破坏的碎片飞散动态过程。明框支撑时（图 3(a)），冲击物
接触玻璃后的前 1 400 μs 仅产生粉碎状碎片，随后在冲击点附近形成楔形碎片，碎片主要集中在冲击区
域；隐框支撑时（图 3(b)），破坏模式与明框支撑时类似，但约束作用相对较弱；点支撑时（图 3(c)），在冲击后
3 900 μs 才开始产生大块碎片，玻璃完全破坏散落，形成楔形或长条形的大块碎片且无锋利碎片，碎片飞
散范围最大。这种差异源于不同边界条件对冲击动能的吸收能力：明框支撑和隐框支撑能够吸收更多
冲击动能并限制破坏面积，而点支撑由于接触面积小，仅能吸收少部分冲击动能，导致玻璃自由破坏并
产生更大范围的碎片飞散。
其他实验结果如表 2 所示，大块碎片指碎片边长大于 10 mm 的碎片。可以看出，边界条件对玻璃破
坏程度具有显著影响。在设定的实验参数范围内（冲击速度为 50～150 m/s，冲击物质量为 30～50 g），不
同边界条件下的破坏模式呈现明显差异：点支撑边界条件下的 6 组实验（实验编号 3、6、7、12、14、16）
中 玻 璃 破 坏 面 积 百 分 比 均 达 到 100%， 表 现 为 完 全 破 碎 ； 明 框 支 撑 条 件 下 玻 璃 破 坏 面 积 百 分 比 介 于

1 . 5 4 % ～ 2 5 . 5 2 % 之 间 ， 破 坏 程 度 相 对 较 轻 ； 隐 框 支 撑 条 件 下 玻 璃 的 破 坏 面 积 百 分 比 范 围 为
0.21%～19.63%，其中实验编号 2 和 8 中玻璃的破坏面积百分比仅分别为 0.31% 和 0.21%，显示出较强的

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