Жамият
ва
инновациялар
–
Общество
и
инновации
–
Society and innovations
Journal home page:
https://inscience.uz/index.php/socinov/index
Characteristics and Prevention of Self-Destruction in
Safety Car Glass
Shovkat TURSUNOV
1
Fergana State Technical University
ARTICLE INFO
ABSTRACT
Article history:
Received March 2025
Received in revised form
15 April 2025
Accepted 25 April 2025
Available online
25 May 2025
This article is devoted to the practical investigation of the
causes behind the spontaneous and random breakage of
automotive glass, particularly thermally tempered rear
windows. The study utilized glass samples known to be prone
to self-destruction. Modern diagnostic tools were employed to
measure residual stresses at the glass edges. Over 15 samples
were analyzed, some of which exhibited stress levels
approaching critical thresholds. Furthermore, comparative
thermal tests were conducted to evaluate the performance of
different heat-resistant materials used in reinforcing glass
assemblies. The findings suggest that optimizing thermal
processing parameters and selecting materials appropriate to
the glass geometry are key to minimizing the risk of
spontaneous breakage. These results provide valuable insight
for improving the manufacturing process of advanced
automotive safety glass and enhancing durability and safety
standards in the automotive industry.
2181-
1415/©
2025 in Science LLC.
https://doi.org/10.47689/2181-1415-vol6-iss4/S-pp323-330
This is an open access article under the Attribution 4.0 International
(CC BY 4.0) license (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.ru)
Keywords:
automotive safety glass,
tempered glass,
spontaneous breakage,
residual stress,
heat-resistant materials.
Yengil avtomobil oynalarining o‘z
-
o‘zidan sinishi:
xususiyatlari va oldini olish choralari
ANNOTATSIYA
Kalit solar:
xavfsizlik avtomobil oynasi,
mustahkamlangan oyna,
oynaning o‘z
-
o‘zidan sinishi,
qoldiq kuchlanish,
issiqlikka chidamli
materiallar.
Ushbu maqola avtomobil oynalarining, ayniqsa termik
mustahkamlangan orqa oynalarning o‘z
-
o‘zidan va bexosdan
yemirilish sabablari hamda ularning oldini olish choralarini
amaliy tahlil qilishga bag‘ishlangan. Tadqiqotda o‘z
-
o‘zidan
sinishga moyil bo‘lgan oy
na namunalaridan foydalanildi. Maxsus
zamonaviy asbob-uskunalar yordamida oynaning chekka
1
PhD in Technical Sciences, Associate Professor, Fergana State Technical University, Department of Mechanical
Engineering Technology, Fergana, Uzbekistan. E-mail: fer.sapedu@gmail.com
Жамият
ва
инновациялар
–
Общество
и
инновации
–
Society and innovations
Special Issue
–
04 (2025) / ISSN 2181-1415
324
qismlaridagi ichki qoldiq kuchlanishlar aniqlandi. Tajriba
davomida 15 dan ortiq oyna namunalarida kuchlanish darajalari
o‘lchandi va ular orasida xavfli chegara qiym
atlar bilan
farqlanuvchi holatlar qayd etildi. Shuningdek, termik sinovlar
orqali turli issiqlikka chidamli materiallarning mustahkamlikka
ta’siri baholandi. Tadqiqot natijalariga ko‘ra, o‘z
-
o‘zidan sinishni
kamaytirish uchun termik ishlovning muvozanatli parametrlari,
shuningdek, oynaning geometriyasiga mos materiallar tanlovi
muhim omil ekani aniqlandi. Olingan natijalar avtomobil
sanoatida xavfsizlik oynalari ishlab chiqarish jarayonini
takomillashtirishga xizmat qiladi.
Особенности и превенция саморазрушения безопасных
автомобильных стекол
АННОТАЦИЯ
Ключевые слова:
безопасное
автомобильное стекло,
закалённое стекло,
саморазрушение,
остаточные напряжения,
термостойкие материалы.
Настоящая
статья
посвящена
практическому
исследованию причин самопроизвольного и хаотичного
разрушения автомобильных стекол, в частности термически
упрочнённых задних стёкол. В рамках эксперимента были
использованы образцы стекол, склонные к саморазрушению
.
С
применением
современного
диагностического
оборудования определялись остаточные напряжения в
краевых зонах. Было обследовано более 15 образцов,
из которых несколько продемонстрировали показатели,
приближённые к критическим значениям остаточного
напряжения. Также проведён сравнительный анализ
термостойких материалов, применяемых для армирования
стеклянных конструкций. Результаты показывают, что
предотвращение самопроизвольного разрушения возможно
при оптимизации режимов термической обработки и
правильном
подборе конструктивных параметров стекла.
Выводы исследования могут быть применимы при
проектировании и производстве безопасных автомобильных
стёкол нового поколения.
ВВЕДЕНИЕ
Известно, что разрушение целостности автомобильного стекла, включая как
обычное, так и безопасное закалённое стекло, чаще всего происходит вследствие
механических воздействий. Однако на практике наблюдаются случаи, когда заднее
стекло автомобиля разрушается самопроизвольно без внешнего воздействия, даже
в условиях нахождения транспортного средства в закрытом гараже (см. рис. 1).
Такие инциденты вызывают обоснованные опасения как у потребителей,
так и у производителей. Несмотря на видимую случайность, у каждого разрушения
есть конкретная причина. Как показывает практика, самопроизвольное
разрушение может произойти в любой момент после изготовления и установки
стекла на сборочной линии. Основной причиной данного явления, по мнению
специалистов, является неравномерное распределение остаточных напряжений в
объёме стекла, возникших в
процессе термического упрочнения.
Жамият
ва
инновациялар
–
Общество
и
инновации
–
Society and innovations
Special Issue
–
04 (2025) / ISSN 2181-1415
325
Рис. 1. Саморазрушение заднего стекла автомобиля
Дополнительные возможные причины и механизмы разрушения
закалённых стёкол подробно освещены в ряде научных публикаций [1, 2]. Тем не
менее, необходимость проведения комплексного анализа с применением
современных методов измерения остаточных напряжений и оценки качества
термостойких материалов остаётся актуальной задачей современной прикладной
науки и инженерии.
ЦЕЛИ И МЕТОДЫ
Безопасные
Автомобильные
Стекла.
Современные
безопасные
автомобильные стекла в зависимости от типа и назначения разделятся на два
вида: ламинированное (многослойное, триплекс) и закаленное (сталинит).
Многослойное стекло:
Стекло, состоящее из двух или более слоев,
соединенных между собой одной или несколькими промежуточными прослойками.
Закаленное стекло:
Однослойное стекло, подвергнутое специальной
термической обработке с целью повышения его механической прочности и
обеспечения нормированного дробления при ударе.
Ламинированное стекло используется для ветрового стекла, а из
закаленного стекла изготавливают боковые и задние автомобильные стекла.
Закаленное Стекло.
Главное преимущество, по которой используют
закаленное стекло –
это прочность и безопасность (оно не разлетается на режущие
осколки). Технология закалки стекла –
способ увеличить механическую прочность
и термостойкость материала (Рис. 2.).
Рис. 2. Производственный процесс закалки
Жамият
ва
инновациялар
–
Общество
и
инновации
–
Society and innovations
Special Issue
–
04 (2025) / ISSN 2181-1415
326
В среднем он становится в 5–7 раз прочнее обычного, и способен выдержать
скачки температуры в диапазоне от 60 до 300°C.
Основной метод –
термический, предполагающий нагрев до 650–680°C, после
которого лист равномерно и быстро охлаждается воздухом сразу с двух сторон.
Такая процедура создает остаточные механические напряжения в поверхностных
слоях (Рис.3.).
Технологическое оборудование для закалки автомобильного стекла –
специальные печи непрерывного действия, имеющие ряд конструктивных
особенностей:
•
надежная теплоизоляция корпуса;
•
нити накаливания повышенной прочности, не имеющие спаек, с большим
сроком службы и защитой от перегрева;
•
система опор транспортного керамического валика позволяет добиваться
идеально ровной поверхности изделия;
•
производственный процесс контролируется с помощью специального
интерфейса.
Самыми
современными
являются
горизонтальные
печи
закалки
непрерывного цикла, оснащенные принудительными конвекторами и защитой
стекла от термического шока (закрытые нагревательные элементы).
а)
б)
Рис. 3. Технологическое оборудование
-
Непрерывная горизонтальная печь
а) Секция нагрева б) Секция пресса и закалки
Требования к Закаленным Стеклам
Закаленные стекла должны быть механически прочными и выдерживать
удар шара массой (227 ± 2) г с высоты 2+0,005 м. Результаты испытаний считаются
положительными, если пять из шести испытываемых образцов не разрушились.
Закаленные стекла должны выдерживать испытание на дробление.
Результаты испытания считают положительными, если:
–
число осколков в любом квадрате размерами (5 x 5) см составляет не менее
40, при этом:
–
число осколков в полосе шириной 2 см по всему краю образца и в зоне
радиусом 7,5 см вокруг точки удара не определяют;
–
осколок, разделенный стороной квадрата, считается половиной осколка.
Если осколок выходит за пределы
исключенной зоны, то оценке подвергают лишь
часть осколка, выходящую за пределы этой зоны;
Жамият
ва
инновациялар
–
Общество
и
инновации
–
Society and innovations
Special Issue
–
04 (2025) / ISSN 2181-1415
327
–
не допускается наличие осколков площадью более 3 см2, за исключением
полосы шириной 2 см по всему краю образцов и зоны радиусом 7,5 см вокруг точки
удара;
–
не допускается наличие осколков длиной более 100 мм, за исключением
полосы шириной 2 см по всему краю образцов и зоны радиусом 7,5 см вокруг точки
удара при условии, что
а) их концы не заострены;
б) осколки достигают края стекла и не образуют с ним угол более 45°.
Результаты испытаний считаются положительными, если три из четырех
испытаний, проведенных в каждой точке, дали положительный результат.
Кромки закаленных изделий должны быть прочными и выдерживать
испытания на скратч
-
тест (Определение стойкости к самопроизвольному
разрушению стекла после нанесения по его периметру механических дефектов
(царапин)).
Значение остаточных напряжений в кромках стекла устанавливают в
нормативно
-
технических документах на изделия конкретного назначения [4].
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ РАСТЯЖЕНИЯ В КРОМКАХ ЗАКАЛЕННЫХ
СТЕКОЛ.
1.
Измерение напряжения проводят в 12 точках по периметру стекла (Рис.4).
Измерение проводят вдоль всего контура изделия для определения
максимального значения напряжения растяжения. Число точек устанавливает
производитель в зависимости от конфигурации стекла и особенностей
технологического процесса.
Рис.4. Расположение точек измерения
2. Поворачивают шкалу полярископа против хода часовой стрелки, наблюдая
в окуляр прибора за белым полем, улавливают черную полосу, идущую
параллельно кромке. Черную полосу, идущую параллельно кромке, принимают за
«
0
»
(Рис. 5).
Жамият
ва
инновациялар
–
Общество
и
инновации
–
Society and innovations
Special Issue
–
04 (2025) / ISSN 2181-1415
328
Рис. 5. Полярископ «Sharpless».
3.
Задние и боковые закаленные стекла могут иметь более одной черной
полосы, поэтому следует сначала локализовать нулевую полосу (из всех прочих,
которые перемещаются внутри при измерении напряжения растяжения и
наиболее удалены от кромки). Локализуют над нулевой полосой светлую зону
(соответствующую зоне растяжения). Вращая анализатор полярископа влево,
постепенно сближают нулевую полосу с "нейтральной зоной" до полного
соприкосновения. Для того, чтобы правильно измерить угол отсчета, следует
брать показания только в тот момент, когда полностью исчезнет светлая зона
между двумя затемненными. Окончательный результат измерения уточняют с
помощью увеличительного стекла и ртутного фильтра. При этом становится четко
видно равномерное четкое пятно, в котором уже нет светло
-
зеленого цвета.
4.
Сдвигают черную полосу к краю стекла посредством вращения
анализатора полярископа. Как только ось полосы окажется на кромке стекла,
определяют угол отсчета.
5.
Величина напряжения растяжения, МПа, определяется по формуле:
𝝈 =
𝒏 𝟏. 𝟏𝟐
𝒃
где n –
угол отсчета, градус;
b
–
толщина стекла, мм.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Были взяты образцы закаленных задних стекол склонные к
саморазрушению в количестве 5 шт. и при помощи наждачной бумаги удален кант
(черная краска, керамическая) для проведения замеров напряжения растяжения в
кромке стекла. Полученные замеры показали наличие напряжений в кромке
стекле до 140 град. при цели 80 град. (макс. допустимый показатель 100 град.).
При
обследовании
технологической
оснастки
обнаружено,
что
использовалась теплоизоляционная ткань BEKAERT Quench KNR 2 в два слоя, что
преграждало поступление воздуха при закалке к нижней поверхности стекла,
а также доступ был ограничен и с верхней и с нижней поверхности оснастки.
Жамият
ва
инновациялар
–
Общество
и
инновации
–
Society and innovations
Special Issue
–
04 (2025) / ISSN 2181-1415
329
а)
б)
а
) BEKAERT Novaquench KNR 52
б
) BEKAERT Quench KNR 2
Рис. 6. Теплоизоляционная ткань
В процессе исследования были сделаны следующие шаги для решения
проблемы саморазрушения на задних автомобильных стеклах:
•
Внесены изменения в конструкцию рамки моллирования с учетом
крепления теплоизоляционной ткани таким образом, чтобы обеспечить
максимальный доступ воздуха к нижней поверхности стекла и равномерное
размещения заднего стекла на рамке моллирования (оснастке) (Рис. 7).
Рис. 7. Крепление теплоизоляционной ткани
•
Произведена замена теплоизоляционной ткани на BEKAERT Novaquench
KNR 52 так как размер квадратного отверстия больше, чем у BEKAERT Quench KNR 2.
•
Увеличено давление на нижней обдувке с 1.8 до 2.1 (кгс/см2).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Широкое значение данного исследования состоит в том, что взяты на
изучение главные причины саморазрушения на автомобильных задних стеклах.
Отклонение от установленных методов и параметров приводит к неоднородному
прогреву как по поверхности, так и в толще края автомобильного стекла. Мы
Жамият
ва
инновациялар
–
Общество
и
инновации
–
Society and innovations
Special Issue
–
04 (2025) / ISSN 2181-1415
330
показали, что недостаточный доступ воздуха на нижнюю поверхность стекла и
неравномерное размещение заднего стекла на рамке моллирования приводит к
возникновению неравномерных и локальных напряжений растяжения.
Случаи саморазрушения автомобильных задних стекол на кузове
автотранспортных средств, далеко не единичны, они происходят спонтанно и
хаотично и могут нанести серьезный вред здоровью пассажиров. Нежелательно
подвергать автомобильные стекла значительному перепаду температур в
небольшой промежуток времени (например, удалять лед со стекол горячей водой),
что может привести к их разрушению. Использование стеклоочистителя без
омывателя на грязном стекле приводит к появлению микротрещин и царапин, что
также может спровоцировать последствия разрушения.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЕ ССЫЛКИ:
1.
Ekhout, M., & Niderehe, S. (2007). Spontaneous glass breakage in hot bent, heat-
strengthened, laminated glass panels. In Glass Performance Days 2007 (p. 679).
2.
Colvin, J. V. (2007). The analysis of bent heat treated glass breakages. In Glass
Performance Days 2007 (p. 685).
3.
Tadzhibaev, R. K., Gaynazarov, A. A., & Tursunov, Sh. T. (2021).
Причины
образования мелких (точечных) оптических искажений на ветровых стеклах и
метод их устранения.
Central Asian Journal of Theoretical and Applied Sciences, 2(11).
https://cajotas.centralasianstudies.org/index.php/CAJOTAS/article/view/464.
4.
ГОСТ 32565
-
2013. (2013). Стекло безопасное для наземного транспорта.
Общие технические условия. Межгосударственный стандарт. https://do
cs.cntd.ru/
document/1200105824.
5.
Tursunov, S. T., & Sayfiev, B. X. (2022). Protection Against Counterfeit Products-
An Important Guarantee of Your Safety. Eurasian Scientific Herald, 8, 181187.
6.
Tadjibaev, R. K., & Tursunov, S. T. (2022). Scientific Research and Study Behavior
of Curved Pipes Under Loads. Central Asian Journal of Theoretical and Applied Sciences,
3(3), 81-86.
7.
Rahman, A., Hussain, S. J., Vani, M. S., Velu, C. M., Rajkumar, N., Rao, P. S., ... &
Kanakaprabha, S. (2025). Optimizing Township Government Administration with Genetic
Algorithms for a Green and Sustainable Rural Future. Engineering, Technology & Applied
Science Research, 15(2), 21895-21902. https://doi.org/10.48084/etasr.9769.
8.
Kar, N. K., Jana, S., Rahman, A., Ashokrao, P. R., Indhumathi, G., & Mangai, R. A. (2024,
July). Automated Intracranial Hemorrhage Detection Using Deep Learning in Medical Image
Analysis. In 2024 International Conference on Data Science and Network Security (ICDSNS)
(pp. 1-6). IEEE. https://doi.org/10.1109/ICDSNS62112.2024.10691276.
9.
Mounagurusamy, M. K., Thiyagarajan, V. S., Rahman, A., Chandak, S., Balaji, D., &
Jallepalli, V. R. (2024). RNN-Based Models for Predicting Seizure Onset in Epileptic
Patients. https://doi.org/10.20944/preprints202412.2375.v2.
10.
Таджибаев, Р. К., Турсунов, Ш. Т., & Гайназаров, А. А. (2022). Повышения
качества трафаретных форм применением косвенного способа изготовления.
Science and Education, 3(11), 532-539.
