采用合理的膜材试验测试与分析方法,得到准确的膜材力学参数和行为规律,这是膜结构设计分析的重要基础.本文对全新高强PVDF/PES膜材进行系列试验研究,先完成单轴拉伸破断试验,然后单向循环拉伸试验,最后采用自主研发的多功能薄膜双轴拉伸试验机进行多比例加载下的日本标准双轴拉伸试验与德国标准双轴拉伸试验.研究了双轴拉伸试验数据分析方法及其对试验结果参数的影响,计算膜材工程常数并确定3D应力-应变响应面.结果表明不同加载谱计算的膜材工程常数有较大差异,针对具体工程应采用不同加载试验确定膜材参数,或取最大最小区间.本文研究对膜结构设计具有参考价值.
以PES/PVC膜材料单轴向拉伸试验为研究基础,对膜材料的0°、15°、30°、45°、60°、75°和90°七个面内方向上的拉伸试验特征进行了分析,证明了采用三次加载后的应力-应变曲线可以用来描述膜材料的弹性力学性质,且测得的膜材料弹性常数符合正交各向异性本构关系。为获得膜材料在复杂应力状态下的断裂强度,对膜材料拉伸断裂破坏的机理及适用的相关强度准则进行了讨论。结果表明,利用Tsai-Hill强度准则能对纯拉或纯剪切型破坏模式下的膜材料断裂强度做出较好的预测,但该准则不适合对拉剪混合型破坏模式下膜材料断裂强度的预测。
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