基于分形理论的钢化玻璃风沙冲蚀损伤形貌演化机理

作     者：郝贠洪 张飞龙 刘艳晨 宣姣羽 HAO Yun-hong;ZHANG Fei-long;LIU Yan-chen;XUAN Jiao-yu

作者机构：内蒙古工业大学土木工程学院呼和浩特010051 内蒙古工业大学内蒙古自治区土木工程结构与力学重点试验室呼和浩特010051 内蒙古工业大学理学院呼和浩特010051 内蒙古自治区建筑检测鉴定与安全评估工程技术研究中心呼和浩特010051 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2022年第51卷第6期

页      面：221-228页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金(11862022,51468049,11662012) 内蒙古自治区自然科学基金项目(2018MS0547) 内蒙古自治区青年科技英才支持计划(NJYT-17-A09) 内蒙古自治区草原英才资助项目。 

主　　题：钢化玻璃 冲蚀 损伤评价 分形维数 多重分形谱 透光率 

摘      要：目的为准确评价风沙冲蚀环境下钢化玻璃表面形貌,描述形貌演化过程,分析形貌损伤机理。方法进行了钢化玻璃风沙冲蚀损伤试验,利用激光共聚焦显微镜(LSCM)提取损伤表面形貌,利用透光率仪测试钢化玻璃透光率,综合使用分形维数、多重分形谱、透光率表征不同演化条件(冲蚀时间、冲蚀角度)下钢化玻璃表面形貌演化过程,识别冲蚀损伤特征及损伤阶段。结果不同冲蚀时间下,存在3个损伤阶段——快速增长期、中速增长期和稳定期,前2个阶段分形维数增速和透光率减速较快,稳定期透光率减速较慢,且分形维数将逐渐稳定在最大值(1.875)左右;不同冲蚀角度下,存在2个损伤阶段,中低冲蚀角(≤60°)下分形维数增速和透光率减速较快,高冲蚀角(60°)下分形维数增速和透光率减速较慢。结论钢化玻璃表面冲蚀损伤机制为初生损伤和次生损伤,前者由风沙粒子单次冲击造成,后者是在后续沙粒持续冲击下由初生损伤诱发演化产生,前者复杂程度及对可见光的削弱能力大于后者;快速增长期、中速增长期和中低冲蚀角(≤60°)下以初生损伤为主,稳定期和高冲蚀角(60°)下次生损伤大量增加。