飞机在高速飞行中由于气动加热和环境温度的变化,使风挡舱盖表面温度急剧上升。由于约束的限制,工作温度的变化及温度梯度的存在,致风挡发生一定的弯曲变形,对风挡的位移和应力有一定的影响。飞机风挡玻璃不仅要求具有高的强度,而且工作中经受温度的剧烈变化是一个不可避免的问题。风挡材料是一种层合玻璃,层合玻璃是由较大弹性模量的透明材料和较小剪切模量的软胶层层合而成,两层透明材料通过中间的软胶层粘结。因软胶层的剪切模量与温度相关,随温度升高而减小,温度降低而增大,所以层合玻璃的力学性能受环境温度的影响很大。此外,由于各层材料之间热膨胀系数有很大的差异,所以温度变化会引起很大的层间剪应力,层间剪应力对风挡的力学性能有很重要的影响。因此研究飞机风挡在温度载荷作用下的层间剪应力分布具有重要意义。本文用云纹干涉法对风挡材料试件进行了热变形实验研究,从20℃逐渐升温到50℃,每升高10℃记录干涉条纹图,得到了高分辨率的云纹图。由此计算出层间剪应力沿纵向的分布情况。同时采用结构非线性动力分析程序LS-DYNA对层间剪应力沿纵向分布情况进行了数值模拟,给出了层间剪应力沿纵向的分布。有限元模拟结果和云纹干涉法的实验研究对比表明,两者变化趋势相同。即层间剪应力由对称中心向边缘逐渐增大,在对称中心为零,边缘处最大。如果仅考虑温度载荷对层间剪应力的影响,透明件材料相同时,胶层厚度越大层间剪应力越小;当胶层的厚度相同时,各层材料的热膨胀系数差别越大层问剪应力越大。同时理论分析了膨胀系数相差一个数量级的两种透明材料的非对称层合结构在均匀变温下的热应力的分布。为层合玻璃复合结构作为飞机风挡的可行性分析提供理论基础。