解析标准对汽车安全玻璃冲击测试的要求

论述Ｉ

Ｄｉｓｃｕｓｓ

Ｉ

解析ＡＮＳＩＺ２６・１标准对汽车安全玻璃冲击测试的要求

■文佃永韦俊

摘要：本文分析了美国国家标准ＡＮＳＩＺ２６．１体系中对安全玻璃的冲击试验方法和过程，研究了结果与评判标准。

关键字：ＡＮＳｌＺ２６．１，汽车安全玻璃，冲击测试

引言

ＡＮＳＩ（Ａｍｅｒｉｃａｎ

Ｓｔａｎｄａｒｄｓ

ＮａｔｉｏｎａＩ

定了用于挡风玻璃窗、窗户以及内

层玻璃，其他玻璃多用钢化玻璃。如图１所示，是玻璃在汽车上的应

用部位。ＡＮＳＩＺ２６．１对汽车玻璃的性能进行了详细的规定，尤其是

部隔板的防碎安全玻璃材料的技术规格和测试方法，包括光学性能、

力学性能、环境性能的要求，本文

Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）是美国国家标

准学会的简称，成立于１９６９年，

主要研究其中对力学冲击的试验测试要求。

冲击测试，可以模拟多种紧急情况下玻璃的破碎情况，在设计开发前

期验证玻璃的安全性能，保障乘员

ＡＮＳｌ标准体系也是美国国家标准体系，美国国家标准学会本身很

少制订标准，它从事全国范围内

的标准协调、情报交流和审批美国标准等工作，对外代表美国参

加ｌＳＯ、ｌＥＣ的活动，同时它把各个专业团体制订的标准中对全国具

Ｚ笳．１标准体系对汽

车安全玻璃冲击测试的方法

１．ＡＮＳＩ

汽车玻璃作为车身重要的安全件之一，约占汽车表面积的三分之

的驾驶和乘坐安全，下面对ＡＮＳＩ

Ｚ２６．１标准中对冲击测试的方法进行分析闭。

１．１球体坠落冲击试验

此项测试的目的在于测定防碎

有重要意义的部分审核提升为美国国家标准并在原专业标准号前面

冠以．ＡＮＳＩ标准代号。ＡＮＳｌ标准体系与ＡＳＴＭ《ＡｍｅｒｉｃａｎＳｏｃｉｅｔｙ

ｆｏｒＴｅｓｔ．ｎｇａｎｄＭａｔｅｃｉａＩ美国材料

一１１】，主要包括前风挡玻璃，后风挡玻璃，门玻璃，天窗玻璃，前后角窗玻璃，一般前挡风玻璃多用夹

安全玻璃材料是否具有抵抗外来投射物如石块等撞击的最低强度。

试验样件数量为１２件，试样

试验协会）体系、ＳＡＥ（Ｓｏｃｉｅｔｙ

Ａｕｔｏｍｏ“ｖｅ

ｏｆ

Ｅｎｇｊｎｅｓｓ美国汽车工

程师协会）体系、ＦＭＶＳＳ（Ｆｅｄｅ阳Ｉ

ＭｏｔｏｒＶｅｈｉＣＩｅＳａｆｅｔｙＳｔａｎｄａｒｄｓ

联邦汽车安全法规）等体系一起组

成了美国乃至世界上重要的汽车标准体系。

ＡＮＳＩＺ２６．１是高速公路机动

车辆和车辆装备用防碎安全玻璃材

料的美国国家标准，该标准主要规

图１汽车玻璃的应用部位

４８Ｉ嬲∥

万方数据

尺寸为３０５毫米×３０５毫米×厚度，样品保持在室温下至少４小时，以确保试验时样件温度与环境温度一致，样件固定在水平钢架上固定，如图２所示，橡皮垫片应由３毫米厚的橡胶制成，硬度达到（５０＋５）ｌＲＨＤ，试验过程中，用２２７９±３９

的光滑钢球，从３．０５米的高度自

于样品最长边的中心点内侧２５毫安全玻璃材料遭受小型坚硬物体撞’击后的表现。

试验样件数量为５件，试样尺寸为３０５毫米×３０５毫米×厚

度，样品保持在室温下至少４小时，以确保试验时样件温度与环境温度一致，样件固定在水平钢架上固定，如图２所示。一个按照图

米处。当样品具有两条等长的长边时，应选择靠近商标的那一边。样品距撞击点中心半径为７５毫米（３英寸）范围内和周边２０毫米（３，４英寸）的边带无须检测。

１．３摆动沙袋撞击

此项测试的目的在于鉴定防碎安全玻璃材料，在大型移动物体－代表车辆的某个部位－撞击下的最

低强度。

由下落，对样品中心点２５毫米半径范围内的区域产生撞击。钢球撞击的样品表面代表着安装在车辆外侧的玻璃面。

直径抽Ｏ

５制作的１９６克至２０１克的钢制子弹头状物体将从９．１４高度自由下落，钢弹的尖部将撞击样品表面距中心点２５毫米半径以内的范围，该样品代表了安装于车辆外侧的玻璃表面。冲击以后玻璃的碎裂情况如图６所示。

试验样件数量为５件，试样尺寸为３０５毫米×３０５毫米×厚度，样品保持在室温下至少４小时，以确保试验时样件温度与环境

温度一致，样件固定在水平钢架上

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固定，如图４所示，试验中，用４．９９公斤的沙袋将从２．４４米的高度自由落下，沙袋底部中心点撞击样

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品后形成２５毫米为半径的受力范围，沙袋由０．７９毫米厚的韧性皮

革制成。内装直径４．５７毫的铅丸，沙袋与铅丸的总重量为４．９６１至

ｌ（

直径３∞

图２水平钢架示意图

５．０１８公斤。沙袋撞击的样品表面代表了安装在车辆内侧的玻璃面。

图５钢制子弹头

图３水平钢架实物图

１．２尖锐物冲击

此项测试的目的在于验证使防

碎安全玻璃断裂产生的碎片造成的人身伤害程度达到最小。

试验样品为６件，应采用约

７５克的弹簧加压冲心錾或锤子，

图６玻璃的碎裂情况

图４．固定支架

１．５钢球坠落冲击－可变高

１．４钢球坠落冲击・指定高度钢弹冲击（９．１４米）

此项测试的目的在于观察防碎

度钢弹冲击

此项测试的目的在于观察防碎安全玻璃材料遭受小型坚硬物体撞

其弯曲半径都在Ｏ．２毫米＋０．０５毫

米，测试断裂的起点或破裂点应位

万方数据

一嬲１４９

２０１２－１０ｌ

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论述Ｉ

Ｄｉｓｃｕｓｓ

Ｉ

１。７钢球坠落冲击－指定高度钢球坠落（９．１４ｍ）

此项测试的目的在于鉴定防碎安全玻璃材料是否具有一定的最低

受力强度和制造方法是否适当。

’‘。

击后的表现。

力强度和制造方法是否适当。

首先，测试样件１２件，样件尺寸为３０５毫米×３０５毫米×厚度，其结构而非形状对称，对除加固和强化材料夹层外的所有断裂层碎片进行测试。球体的重量和坠落的高度或两者，应增加到使所有层

面断裂的程度，而不只是加固和强

试验样件数量为５件，试样尺寸为３０５毫米×３０５毫米×厚度，样品保持在室温下至少４小时，以

确保试验时样件温度与环境温度一

致，样件固定在水平钢架上固定，如图２所示。一个按照图５制作的１９６克至２０１克的钢制子弹头状物体将从表２所示的高度自由下落，钢弹的尖部将撞击样品表面距中心点２５毫米（１英寸）半径以内的

范围。

试验样件数量为１２件，试样尺寸为３０５毫米×３０５毫米×厚度，样品保持在室温下至少４小时，以确保试验时样件温度与环境温度一致，样件固定在水平钢架上固定，

如图２所示，试验中，用一个２２４

化材料夹层断裂。

其次，测试样件２４件，样件尺寸为３０５毫米×３０５毫米×厚度，进行两面撞击测试，样品结构而非形状不对称，撞击相对侧面采用不同样品分别进行。

克至２３０克的坚硬、光滑的钢球体将从９．１４米的高度一次性自由下落，钢球将撞击样品表面距中心点２５毫米半径以内的范围，其代表了将安装在车辆外侧的玻璃面。

毫米３．１８或更低

３．８１

４．７５

表２塑料样品受球体和钢弹撞击

测试的落体高度

２．结果与评期标准

２．１球体坠落冲击试验评判

不应有两件以上的样品破裂或

断裂。

米

１．８３２．７４

３．６６４．５７

球体仅限撞击样品一次。

１．８钢球坠落冲击．可变高度钢球坠落

此项测试的目的在于鉴定塑料材料是否具有一定的最低受力强度

和制造方法是否适当。

２．２尖锐物冲击

测试后３分钟内从破裂处分离的碎片的重量应不超过４．２克。

２．３摆动沙袋撞击

破碎或断裂的玻璃样品应不超过一件。

５．５９

６．３５或更高

５．４９

试验样件数量为１２件，试样尺寸为３０５毫米×３０５毫米×厚

１．６钢球坠落冲击一指定高度钢弹坠落（３．０５ｍ）

此项测试的目的在于观察防碎安全玻璃材料遭受小型坚硬物体撞

击后的表现。

试验样件数量为５件，试样尺寸为３０５毫米×３０５毫米×厚度，样品保持在室温下至少４小时，以

度，样品保持在室温下至少４小时，

以确保试验时样件温度与环境温度一致，样件固定在水平钢架上固定，如图２所示，试验中，用一个２２４克至２３０克（０．５磅＋０．１盎司）

的坚硬、光滑的钢球体将从表２所

２．４钢球坠落冲击－指定高度钢弹冲击（９．１４米）

钢弹将撞破防碎安全玻璃材料并可能穿透样品。但是，样品表面形成的洞眼不应过大，而使整个弹体完全穿过样品。样品两面的细小碎粒可能会立即从撞击点向周围散开，但除被钢弹穿透的部位外，其它部位应没有松散或散落的碎片。甚至，从被钢弹穿透的部位延伸出的裂缝周边的玻璃应有加固或强化的材料维系，带有加固或强化材料的玻璃碎片从破裂处散开的距离应

示的高度一次性自由下落，钢球将撞击样品表面距中心点２５毫米（１英寸）半径以内的范围，其代表了将安装在车辆外侧的玻璃面。球体仅限撞击样品一次。

１．９钢球坠落冲击．可变高度钢球坠落（仅用于多层胶合玻璃）

此项测试的目的在于鉴定多层

确保试验时样件温度与环境温度一致，样件固定在水平钢架上固定，如图２所示。一个按照图５制作的１９６克至２０１克的钢制子弹头状物体将从３．０５米自由下落，钢弹的尖部将撞击样品表面距中心点２５

毫米半径以内的范围。

玻璃装配件是否具有一定的最低受

∞Ｉ一

万方数据

不超过３８毫米。与受撞击点相对

有小件塑料碎片脱离样品，受此影处和邻近部位的外层玻璃表面的碎响的小范围内暴露的加固或强化材裂不应看作是测试的失败。不应有

料面积应小于６４５平方毫米，其超过一件样品碎裂成分离的大件碎表面应始终为紧密黏附的塑料碎片片。

所覆盖。两边从加固或强化材料上２．５钢球坠落冲击一可变高

脱落的塑料碎片总面积应不超过度钢弹冲击

１９３５平方毫米。与受撞击点相对

钢弹将撞破防碎安全玻璃材料处和邻近部位的外层玻璃表面的碎

并可能穿透样品，但不应有超过一裂不应看作是测试的失败。

件样品碎裂成分离的大件碎片。在

２。８钢球坠落冲击－可变高与撞击点正对部位，如果是层压材

度钢球坠落

料，将会有小件塑料碎片脱离样品，

撞击将使塑料表面产生裂缝，受此影响的小范围内暴露的加固或

破裂成大件碎片的样品数应不超过强化材料面积应小于６４５平方毫两件。甚至，其余样品发生断裂并米，其表面应始终为紧密黏附的塑

被洞穿的数量也应不超过２件。在料碎片所覆盖。两边从加固或强化

与撞击点正对部位，如果是夹层材材料上脱落的塑料碎片总面积应不料，将会有小件塑科碎片脱离样品，超过１９３５平方毫米。

受此影响的小范围内暴露的加固或２．６钢球坠落冲击一指定高强化材料面积应小于６４５平方毫度钢弹坠落（３．０５ｍ）

米，其表面应始终为紧密黏附的塑钢弹将撞破防碎安全玻璃材料科碎片所覆盖。两边从加固或强化并可能穿透样品。样品两面的细小材料上脱落的塑料碎片总面积应不碎粒可能会立即从撞击点向周围散超过１９３５平方毫米。

开，但除被钢弹穿透的部位外，其２９钢球坠落冲击一可变高度它部位应没有松散或散落的碎片。钢黼（仅用于多层胶镧）

甚至，从被钢弹穿透的部位延伸出从破裂处脱离的单件玻璃碎片的裂缝周边的玻璃应有加固或强化或脱离出来的加固和强化材料面积的材料维系，带有加固或强化材料应不超过１２９０平方毫米。

的玻璃碎片从破裂处散开的距离应

不超过３８毫米。

避

２．７钢球坠落冲击－指定高度钢球坠落（９．１４ｍ）

ＡＮＳＩＺ２６．１是汽车安全玻璃

撞击将使玻璃产生大量裂缝，领域常用的法规之一，该法规中对

破裂成大件碎片的样品数应不超过冲击性能的规定十分详尽，通过对两件。甚至，其余样品将被球体在这些规定的研究和解析，有助于在任何部位撞出洞眼或断裂并穿过的

汽车安全玻璃生产制造过程中控制

数量也应不超过２件。在与撞击点

质量，完善相关的功能。瞄

正对部位，如果是夹层材料，将会

万方数据

垒盘弃士。

ｆ１］豪萍，王东．汽车安全玻璃

现状与未来【Ｊ】．中国玻璃，２００４，（１）：７。

．。

［２】ＡＮｓＩｚ２６．１高速公路机动丰

辆和车辆装备用防碎安全玻璃材料，

美国国家标准