З метою математичного моделювання процесу утворення гартувальних напружень у склі було здійснено гартування 6x25x100 мм листового флоат-скла. Підчас гартування за допомогою цифрової камери здійснювалось фільмування зміни вигляду епюри напружень у склі та величини температури внутрішнього та поверхневого шару скла. Ортимані результати майже повністю співпали з результатами отриманими американським дослідником Р.Гардоном.
Аналіз літературних даних показав, що динаміка зміни епюри залишкових напружень може проходити за двома різними механізмами: із зміною знаку поверхневих напружень та із поступовим наростання їх величини без зміни знаку. Перший (низькотемпературний) механізм відбувається при охолодженні скла від температури меншої ніж температура пом’якшення, а другий (високотемпературний) має місце при охолодженні скла від температури, що є більшою за вказану температуру.
Показано, що при створенні математичної моделі необхідно враховувати диференційні значення величини термічного розширення та модуля пружності скла при даній температурі. Було зазначено, що ТКЛР скла набирає максимального значення при температурі пом’якшення скла і в подальшому зменшується досягнувши температури склування. Модуль пружності навпаки, при температурі пом’якшення рівний нулю, а в подальшому набирає певного значення, яке майже не міняється після температури склування.
У роботі наведено розрахункові формули та значення фізичних параметрів, які використовувались під час створення математичної моделі. Одержані результати розрахунку показали, що зміна знаку миттєвих напружень має місце після того, як температура поверхні скла стане нижчою ніж Tg (1-ша с охолодження). Сумарні перехідні напруження міняють свій знак тоді коли температура середнього шару наблизиться до температури Tg (3-тя с охолодження). Максимальна величина миттєвих напружень відповідає максимальній різниці між температурами середнього та поверхневого шару, що має місце тоді, коли температура середнього шару досягає величини Tg (3,2 с охолодження).
Одержані результати розрахунків майже співпадають із значеннями величини поверхневих напружень одержаними експериментально.
1. Бартенев Г. М. Механические свойства и тепловая обработка стекла. – М.:
Госстройиздат, 1960. – 165 с. 2. Богуславский И. А. Высокопрочные закаленные стекла. – М.:
Стройиздат, 1969. – 208 с. 3. Gаrdon R. Thermal Tempering of Glass // Glass: Scince and Tehnology. –
1980. – Vol. 5. – P. 68–74. 4. Ящишин Й. М., Вахула Я. І., Жеплинський Т. Б., Козій О. І. Технологія
скла у трьох частинах. Ч. ІІІ. Технологія скляних виробів: підручник. – Львів: Растр-7, 2011. – 416 с.
5. Жеплинський Т. Б., Дяківський С. І. Основи теорії і практики гартування скла: навч. посіб. –
Львів: Растр-7, 2011. – 112 с. 6. Ящишин Й. М. Хімічна технологія скла. Частина 1. Фізика і хімія
скла: підручник. – Львів: Вид-во Нац. ун-ту “Львівська політехніка”, 2001. – 186 с. 7. Жеплин-
ський Т. Б., Курій А. О. Особливості прогнозування теплового розширення листового скла різної
товщини // Вісник Національного технічного університету “ХПІ”. – Харків НТУ “ХПІ”. – 2016. –
№ 22. – С. 72–76.