Cieta padela bumba, kas pārvietojas ar ātrumu vairāk nekā 120 kilometru stundā, ietriecas tieši stikla gabalā. No trieciena brīža līdz viss apstājas, paiet mazāk nekā 0,1 sekunde.
Bet šajā 0,1 sekundē atklājas ārkārtīgi sarežģīts fiziskais process. Izprotiet šo procesu, un jūs sapratīsit, kāpēc daži stikli saplīst, saskaroties, savukārt pareizi norādīts PVB laminēta stikla gabals mierīgi atsit bumbu atpakaļ.
Palēnināsim laiku 100 reižu un atkārtosim, kadrs pēc kadra{1}}padel bumbas trieciena secību reālajā laikā.
0 milisekunde: kontakts
Bumbiņas mala pieskaras stikla ārējai virsmai.
Šajā brīdī viss trieciena spēks koncentrējas uz apļveida laukumu, kas ir mazāks par plaukstu. Parastajam stiklam tās ir sliktas ziņas. Stikls ir trausls materiāls - tam ir laba spiedes izturība, bet tā spēja izturēt lokālu triecienu ir atkarīga no biezuma un iekšējā sprieguma sadalījuma.
5 mm parasta rūdīta stikla gabals šobrīd spēj izturēt lokalizētu spiedienu aptuveni 90–120 MPa diapazonā. Ja bumba ir pietiekami ātra, šis slieksnis tiek pārkāpts uzreiz.
5. milisekunde: stikls sāk deformēties
Daudzi cilvēki uzskata, ka stikls ir pilnīgi stingrs. Tā nav.
Mikroskopiskā līmenī stikla virsma sāk novirzīties uz iekšu -, iespējams, par mazāk nekā 0,1 mm, kas nav redzama ar neapbruņotu aci. Bet šī niecīgā novirze jau ir izraisījusi stresa viļņus, kas izplatās caur stiklu.
Pareizi norādīts PVB laminēta stikla gabals (piemēram, 6mm + 1.52mm PVB + 6mm) tagad parāda savas priekšrocības:
1. Divas stikla rūtis dala trieciena spēku, nevis viena rūts uzņem visu
2. PVB starpslānis vidū darbojas kā elastīgs slānis un sāk absorbēt daļu enerģijas
3.Stress viļņi ir daļēji bloķēti un izkliedēti, šķērsojot PVB slāni
15. milisekunde: maksimālais stress
Šis ir brīdis, kas izšķir visu.
Trieciena spēks sasniedz maksimālo vērtību. Bumbiņai, kas pārvietojas ar ātrumu 120 km/h, maksimālais trieciena spēks ir aptuveni 3000–5000 ņūtonu -, kas atbilst 300–500 kg smagam svaram, kas pēkšņi nospiež uz plaukstas lieluma laukumu.
Kas notiek ar parasto rūdīto stiklu:
Tiklīdz spriegums pārsniedz slieksni, visa stikla rūts eksplodē no trieciena punkta uz āru ar aptuveni 1500 metriem sekundē. Nevis "plaisas" - "sprādzienbīstama sadrumstalotība". Tūkstošiem mazu fragmentu lido visos virzienos. Stikla izdzīvošanas laiks beidzas 15 milisekundēs.
Kas notiek ar plānās -plēves PVB laminēto stiklu (0,38 mm vai 0,76 mm):
Stikla slāņi arī saplaisā. Bet, pateicoties PVB starpslānim, fragmenti nelido. Tomēr problēma ir tā, ka starpslānis ir pārāk plāns. Pēc tam, kad trieciena enerģija sadrumstalo stiklu, atlikušā kinētiskā enerģija iedarbojas uz PVB plēvi. Ja plēves izturība pret plīsumiem nav pietiekama, trieciena vietā veidojas caurums. Bumba iet cauri. Stiklam atstāj caurumu.
Spēle joprojām tiek pārtraukta. Cepure notiek ar pietiekami biezu PVB laminētu stiklu (1,52 mm un vairāk):
Šī ir pavisam cita aina.
Pirmā stikla rūts saplaisā -, tas ir neizbēgami. No šāda trieciena neviens stikls neiznāk neskarts. Bet katrs fragments paliek cieši saistīts ar 1,52 mm PVB starpslāni. Neviens gabals nenolido.
Šeit ir izšķirošais punkts: starpslānis neplīst.
1,52 mm PVB starpslāņa kopējā plīsuma pretestība četras reizes pārsniedz 0,38 mm starpslāņa izturību. Maksimālais trieciena spēks, lai gan ir pietiekams, lai saplaisātu stiklu, vairs nepiemīt pietiekamas atlikušās enerģijas, lai caurdurtu šo biezo starpslāni. Bumbiņa uz stikla virsmas izveido apļveida, radiālu plaisu rakstu - un pēc tam apstājas.
25. milisekunde: enerģijas atsitiens
Pēc saspiešanas līdz robežai bumba sāk atsist.
Šī ir kritiska detaļa: stikls ir saplaisājis, tomēr tas joprojām atsita bumbu atpakaļ. Kāpēc?
Jo PVB starpslānis ne tikai notur fragmentus vietā, bet arī saglabā kopējo struktūras elastību. Pat ja stikla slāņi ir saplaisājuši, nepārtrauktais starpslānis joprojām spēj atbrīvot trieciena enerģiju pretējā virzienā. Saspiešanas laikā uzkrātā enerģija tagad tiek atbrīvota - bumbiņa atlec atpakaļ laukumā, nevis paliek glāzē vai šķērso to.
Milisekundes 100 un vairāk: atgriežas miers
No trieciena līdz bumbiņas atlēcienam iziet ne vairāk kā sekundes daļa.
Bet pareizi norādīts PVB padel korta stikla gabals nākamajās sekundēs, minūtēs un pat mēnešos radīs ļoti specifisku stāvokli:
1. Skaidrs radiāls plaisu raksts uz stikla virsmas, piemēram, zirnekļa tīkls
2. Katrs fragments ir pielipis pie PVB starpslāņa - nav nokritis
3. Stikls paliek rāmī, neskarts, bez perforācijas un bez sabrukšanas
Ja nākamā bumbiņa trāpīs tajā pašā vietā, šis stikls joprojām nodrošinās aizsardzību - starpslānis joprojām darbojas
Kāpēc biezums ir izšķirošais faktors PVB padel korta stiklam
Daudzi cilvēki jautā: ja PVB starpslāņa biezums palielinās no 0,76 mm līdz 1,52 mm - tikai divreiz biezums -, kāpēc triecienizturība palielinās vairāk nekā divas reizes?
Atbilde ir: plīsuma izturības skalas ir ļoti{0}}lineāri ar starpslāņa biezumu.
Vienkārši sakot:
0,38 mm PVB: tāpat kā pārtikas plēve - ass, enerģisks trieciens to pārdurs
0,76 mm PVB: tāpat kā biezai balona membrānai -, lai saplēstu, ir nepieciešams ievērojami lielāks spēks
1,52 mm PVB: kā elastīga plastmasas loksne - gandrīz neiespējami saplēst ar roku
Ātrgaitas{0}}slāņa triecienā pēc stikla slāņu sabrukšanas atlikušajai trieciena enerģijai ir jācīnās tikai ar PVB starpslāņa plīsumu pretestību. Katra starpslāņa biezuma milimetra papildu daļa reizina drošības rezervi.
No lēnas{0}}kustības atskaņošanas līdz reālai-pasaules lietojumprogrammai
Izpratne par visu, kas notiek šajās 0,1 sekundēs, parāda, ko patiesībā nozīmē patiesa drošība:
1. Drošība nav "stikls, kas nekad neplīst" - stikls saplīsīs. Tā ir materiāla fiziskā robeža.
2. Drošība ir "joprojām droša pēc tam, kad tā saplīst" - bez lidojošām lauskas, bez bumbas iespiešanās, bez traumām spēlētājiem.
3. Drošība ir "rezerves ietilpība pēc viena trieciena" - stikls pilnībā neizdodas pēc viena sitiena.
Pareizi norādīts PVB padel korta stikla gabals nav vērtīgs, jo "tas nekad neplīst". Tas ir vērtīgs, jo: katrā triecienā tas izmanto savu plaisu, lai aizsargātu katru personu šajā laukumā.
Tas patiešām notiek brīdī, kad padela bumbiņa ietriecas stiklā.
