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织物膜双轴拉伸试验方法与力学特性研究

作　者: 张丽
导　师: 陈务军
学　校: 上海交通大学
专　业: 结构工程
关键词: 织物膜材双向拉伸试验机双轴试验试验加载谱应力应变面弹性模量十字试件
分类号: TU38
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

织物膜材具有复杂的力学行为特征,其材料性能参数是柔性薄膜结构计算分析、工程设计、制造与施工方案确定的基础。织物膜双轴力学性能的确定对张拉膜结构设计是至关重要的,膜材找形、裁剪、结构分析都需要精确的膜材特性数据。本文围绕法拉利1302膜材的力学性能开展试验分析研究,主要包括单轴拉伸试验、单轴循环试验、单轴撕裂试验、双轴撕裂试验、日本标准双轴拉伸试验、德国标准弹性模量试验及德国标准剪切模量试验,其中双轴拉伸试验均在实验室研制的试验机上完成。首先,介绍了实验室膜材双轴拉伸试验机的研制,包括双轴拉伸试验机各个系统的组成部分、液压系统原理、设备选型、各个传感器标定及控制算法和程序设计。其次,介绍了各试验方案,包括试件尺寸、试验条件及试验力加载制度。然后,介绍了各试验数据分析方法,不同的试验制度对应不同的试验数据分析方法,相同试验也存在不同分析方法。最后,对全新法拉利1302膜材进行了单双向试验,得到了相应的拉伸曲线和力学参数,基于日本各比例双向拉伸试验,还得到了3D应力应变曲面。试验结果表明各试验所得力学性能具有较大的差异性,发现膜材具有复杂的力学特性,试样几何尺寸、试验条件、荷载比率、试验制度、加载历史及不同的数据分析方法等都会得到不同的膜材力学性能参数。在实际膜结构工程设计中宜根据不同受力模式进行试验确定相应膜材工程常数,或取一个膜材常数区间,分别按上下限对结构进行设计分析和安全评估。

织物膜双轴拉伸试验方法与力学特性研究

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