จะเกิดอะไรขึ้นในขณะที่ลูกบอลพาเดลกระทบกระจก? - บล็อก

ลูกบอลพาเดลแข็งที่เดินทางด้วยความเร็วมากกว่า 120 กิโลเมตรต่อชั่วโมงกระแทกเข้ากับแผ่นกระจกโดยตรง จากช่วงเวลาที่เกิดการปะทะจนกระทั่งทุกอย่างหยุดนิ่ง เวลาผ่านไปไม่ถึง 0.1 วินาที

แต่ใน 0.1 วินาทีนั้น กระบวนการทางกายภาพที่ซับซ้อนเป็นพิเศษก็เผยออกมา ทำความเข้าใจกระบวนการนี้ แล้วคุณจะเข้าใจว่าทำไมกระจกถึงแตกเมื่อสัมผัส ในขณะที่กระจกลามิเนต PVB ที่ระบุอย่างถูกต้องจะกระดอนลูกบอลกลับอย่างสงบ

มาชะลอเวลาลง 100 ครั้งแล้วเล่นซ้ำทีละเฟรม ลำดับเวลาจริง-ของการกระทบของลูกบอลพาเดล

How to avoid common mistakes in the construction of padel courts

มิลลิวินาที 0: ติดต่อ

ขอบของลูกบอลสัมผัสกับพื้นผิวด้านนอกของกระจก

ในขณะนี้ แรงกระแทกทั้งหมดมุ่งไปที่พื้นที่วงกลมที่เล็กกว่าฝ่ามือ สำหรับกระจกธรรมดา นี่เป็นข่าวร้าย แก้วเป็นวัสดุที่เปราะ - มีกำลังรับแรงอัดที่ดี แต่ความสามารถในการทนต่อแรงกระแทกเฉพาะจุดนั้นขึ้นอยู่กับความหนาและการกระจายความเค้นภายใน

ในขณะนี้ กระจกนิรภัยธรรมดาขนาด 5 มม. สามารถทนต่อแรงกดเฉพาะที่ในช่วงประมาณ 90–120 MPa หากลูกบอลเร็วพอ เกณฑ์นั้นจะทะลุทันที

มิลลิวินาที 5: กระจกเริ่มเปลี่ยนรูป

หลายๆ คนคิดว่ากระจกมีความแข็งอย่างสมบูรณ์ มันไม่ใช่.

ในระดับจุลทรรศน์ พื้นผิวกระจกเริ่มเบี่ยงเบนเข้าด้านใน - อาจจะน้อยกว่า 0.1 มม. ซึ่งมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า แต่การโก่งตัวเล็กน้อยนั้นได้กระตุ้นให้เกิดคลื่นความเครียดที่แพร่กระจายผ่านกระจกแล้ว

ชิ้นส่วนกระจกลามิเนต PVB ของสนามพาเดลที่ระบุอย่างถูกต้อง (เช่น 6 มม. + 1.52 มม. PVB + 6 มม.) แสดงให้เห็นข้อดีแล้ว:

1.บานกระจกสองบานแบ่งแรงกระแทกร่วมกัน แทนที่จะเป็นบานเดียวที่จะรับทั้งหมด
2. PVB interlayer ที่อยู่ตรงกลางทำหน้าที่เป็นชั้นยืดหยุ่นและเริ่มดูดซับพลังงานบางส่วน
3. คลื่นความเครียดถูกบล็อกบางส่วนและกระจายตัวเมื่อข้ามชั้น PVB

มิลลิวินาที 15: ความเครียดสูงสุด

นี่คือช่วงเวลาที่ตัดสินใจทุกอย่าง

แรงกระแทกถึงค่าสูงสุด สำหรับลูกบอลพาเดลที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 120 กม./ชม. แรงกระแทกสูงสุดจะอยู่ที่ประมาณ 3,000–5,000 นิวตัน - เทียบเท่ากับน้ำหนัก 300–500 กก. ที่จู่ๆ ก็กดลงบนพื้นที่ขนาดเท่าฝ่ามือ

จะเกิดอะไรขึ้นกับกระจกนิรภัยธรรมดา:

ทันทีที่ความเครียดเกินขีดจำกัด กระจกทั้งบานจะระเบิดจากจุดที่กระแทกออกไปด้านนอกด้วยความเร็วประมาณ 1,500 เมตรต่อวินาที ไม่ใช่ "รอยแตก" - "การกระจายตัวของระเบิด" เศษเล็กเศษน้อยนับพันบินไปทุกทิศทาง การอยู่รอดของแก้วสิ้นสุดที่ 15 มิลลิวินาที

จะเกิดอะไรขึ้นกับกระจกลามิเนตฟิล์มบาง- PVB (0.38 มม. หรือ 0.76 มม.):

ชั้นกระจกแตกเช่นกัน แต่ต้องขอบคุณ PVB interlayer ที่ทำให้เศษชิ้นส่วนไม่ปลิวว่อน อย่างไรก็ตามปัญหาก็คือว่าชั้นระหว่างชั้นบางเกินไป หลังจากที่พลังงานกระแทกทำให้กระจกแตก พลังงานจลน์ที่เหลือจะกระทำต่อฟิล์ม PVB หากความต้านทานการฉีกขาดของฟิล์มไม่เพียงพอ จะทำให้เกิดรูที่จุดกระแทก บอลทะลุไปเหลือแต่แก้วเป็นรู

การแข่งขันยังคงหยุดชะงัก หมวกเกิดขึ้นกับกระจกลามิเนต PVB ที่มีความหนาเพียงพอ (1.52 มม. ขึ้นไป):

นี่เป็นภาพที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง

กระจกบานแรกแตก - ซึ่งเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ไม่มีกระจกใดรอดพ้นจากการกระแทกเช่นนี้ แต่ทุกชิ้นส่วนยังคงยึดติดอย่างแน่นหนากับชั้นระหว่างชั้น PVB ขนาด 1.52 มม. ไม่มีแม้แต่ชิ้นเดียวที่บินออกไป

นี่คือจุดสำคัญ: ชั้นระหว่างชั้นไม่ฉีกขาด

ความต้านทานการฉีกขาดรวมของชั้นระหว่างชั้น PVB 1.52 มม. นั้นเป็นสี่เท่าของชั้นระหว่างชั้น 0.38 มม. แรงกระแทกสูงสุดแม้จะเพียงพอที่จะทำให้กระจกแตกร้าว แต่ก็ไม่มีพลังงานเหลือเพียงพอที่จะเจาะทะลุชั้นที่หนานี้อีกต่อไป ลูกบอลสร้างลวดลายรอยแตกเป็นวงกลมในรัศมีบนพื้นผิวกระจก - แล้วหยุดลง

มิลลิวินาที 25: การฟื้นตัวของพลังงาน

หลังจากบีบอัดจนสุดแล้ว ลูกบอลก็เริ่มดีดตัวกลับ

นี่เป็นรายละเอียดที่สำคัญ: กระจกแตกร้าว แต่ยังคงกระดอนลูกบอลกลับได้ ทำไม

เนื่องจากชั้นระหว่าง PVB ไม่เพียงแต่ยึดชิ้นส่วนให้เข้าที่ แต่ยังรักษาความยืดหยุ่นของโครงสร้างโดยรวมอีกด้วย แม้ว่าชั้นกระจกจะแตกร้าว แต่ชั้นที่ต่อเนื่องกันยังคงมีความสามารถในการปล่อยพลังงานกระแทกไปในทิศทางตรงกันข้าม พลังงานที่เก็บไว้ระหว่างการบีบอัดจะถูกปล่อยออกมา - ลูกบอลจะกระดอนกลับเข้าสู่คอร์ท แทนที่จะติดค้างอยู่ในกระจกหรือผ่านเข้าไป

มิลลิวินาที 100 ขึ้นไป: ความสงบกลับมา

ตั้งแต่การกระแทกไปจนถึงการกระดอนลูกบอล ไม่เกินเสี้ยววินาที

แต่ชิ้นส่วนกระจกสนามพาเดล PVB ที่ระบุอย่างถูกต้องจะแสดงเงื่อนไขที่เฉพาะเจาะจงมากในวินาที นาที และแม้แต่เดือนต่อจากนั้น:

1.มีลวดลายรอยแตกแนวรัศมีที่ชัดเจนบนพื้นผิวกระจก คล้ายใยแมงมุม
2.ทุกชิ้นส่วนติดอยู่กับชั้นระหว่างชั้น PVB - ไม่มีชิ้นส่วนใดหล่นลงมา
3.กระจกยังคงอยู่ในกรอบเดิม ไม่มีการเจาะและไม่ยุบตัว
หากลูกบอลลูกถัดไปกระทบจุดเดิม แก้วนี้จะยังคงให้การป้องกัน - ชั้นที่อยู่ระหว่างชั้นยังคงทำงานอยู่

เหตุใดความหนาจึงเป็นปัจจัยสำคัญสำหรับกระจกศาลพาเดล PVB

หลายๆ คนถามว่า: หากความหนาของชั้นระหว่างชั้น PVB เพิ่มขึ้นจาก 0.76 มม. เป็น 1.52 มม. - ความหนาเพิ่มขึ้นเพียงสองเท่า - เหตุใดความต้านทานแรงกระแทกจึงเพิ่มขึ้นมากกว่าสองเท่ามาก

คำตอบคือ: ความต้านทานการฉีกขาดมีสเกลซุปเปอร์-เป็นเส้นตรงเมื่อมีความหนาของชั้นระหว่างชั้น

พูดง่ายๆ ก็คือ:

PVB 0.38 มม.: เหมือนฟิล์มยึด - แรงกระแทกที่แหลมคมและมีพลังจะเจาะทะลุ
PVB 0.76 มม.: เหมือนเมมเบรนบอลลูนหนา - ต้องใช้แรงฉีกขาดมากกว่ามาก
PVB 1.52 มม.: เหมือนแผ่นพลาสติกยืดหยุ่น - แทบจะฉีกด้วยมือไม่ได้เลย

ในการกระแทกด้วยพาเดลความเร็วสูง- หลังจากที่ชั้นกระจกแตกสลาย พลังงานกระแทกที่เหลืออยู่จะมีเพียงความต้านทานการฉีกขาดของชั้น PVB เท่านั้นที่จะโต้แย้ง ทุกเศษเสี้ยวพิเศษของความหนาของชั้นระหว่างชั้น 1 มม. จะคูณส่วนต่างด้านความปลอดภัย

ตั้งแต่-การเล่นซ้ำแบบสโลว์โมชั่นไปจนถึง-แอปพลิเคชันในโลกแห่งความเป็นจริง

การทำความเข้าใจทุกสิ่งที่เกิดขึ้นใน 0.1 วินาทีนั้นจะบอกคุณว่าความปลอดภัยที่แท้จริงหมายถึงอะไร:

1.ความปลอดภัยไม่ใช่ "กระจกที่ไม่เคยแตก" - กระจกจะแตก นั่นคือขีดจำกัดทางกายภาพของวัสดุ
2. ความปลอดภัยคือ "ยังคงปลอดภัยหลังจากที่แตก" - ไม่มีเศษกระเด็น ไม่เจาะลูกบอล ไม่ทำให้ผู้เล่นได้รับบาดเจ็บ
3.ความปลอดภัยคือ "ความจุสำรองหลังจากการกระแทกเพียงครั้งเดียว" - กระจกจะไม่เสียหายอย่างสมบูรณ์หลังจากการกระแทกเพียงครั้งเดียว

กระจกสนามพาเดล PVB ที่ระบุอย่างถูกต้องนั้นไม่มีคุณค่าเพราะ "มันไม่เคยแตกหัก" มันมีคุณค่าเพราะ: ทุกครั้งที่เกิดการกระแทก มันจะใช้การแตกร้าวของตัวเองเพื่อปกป้องทุกคนในคอร์ทนั้น

นั่นคือสิ่งที่เกิดขึ้นจริงทันทีที่ลูกบอลพาเดลกระทบกระจก