拉剪耦合应力对经编织物类膜材双轴撕裂破坏影响机制

为探讨拉剪共存应力下织物膜材面内撕裂力学及强度规律,针对典型的经编织物膜材,结合试验与细观数值方法,进行了系列应力比、应力水平、增强膜样式及耦合应力下膜材撕裂破坏特征及强度规律研究,重点挖掘了行为拉剪耦合应力对撕裂强度及破坏特征的影响机制。结果表明不同切缝角度及应力比下,可形成3类膜材裂口:“一”、“十”及“Z”型,而破坏模式均为经或纬纱断裂,未出现两向杂糅;经纬应力存在相互协同作用,且对撕裂强度影响显著,不同切缝参数下破坏强度分布曲线在应力空间中差异明显且存在向1∶1强化的特征。增强膜配合应力状态可明显干扰膜材撕裂破坏模式及裂口位置,且增强膜补强效果因应力比高低存在稍许差异。另外撕裂过程中拉剪应力存在耦合关联性,且以拉应力效应为主,而剪应力对裂纹延展及演变的影响不明显。所得结论可为织物膜材局部裂纹止裂及膜结构的安全性评估提供参考。

经编织物类复合膜材拉伸力学性能的温度效应

为了得到经编织物膜材在高温下的拉伸力学性能,以典型经编织物膜材PVDF Shelter-Rite#9032为研究对象,进行了5种温度(10、25、50、75、100℃)下的单轴拉伸性能试验及破坏后试样截面电镜扫描测试,系统分析了膜材强度、刚度、变形及破坏形态特征随温度变化规律.研究结果表明,高温可明显弱化组分材料强度、刚度及组分界面间变形协调能力,随温度升高膜材应力-应变曲线的初始线性段范围减小且其后续特征段刚度及抗拉强度降低显著,其中与10℃时相比,100℃时膜材Ⅲ阶段纬向刚度及抗拉强度的降幅分别可达50.64%与39.78%.各温度下经向刚度随应变均呈现出降-升-降的S形特征,而纬向因纱线拉伸变形历程中存在卷曲伸展阶段,配合材料的高温效应,其刚度曲线表现出S形到M形的转变特征.温度升高使得基体塑性变形能力增强、纱线与基体间应力集中效应减弱,断口呈现出粗糙化及纱线抽出特征,100℃时基体和纱线层间黏结被严重削弱,端部出现明显脱黏与滑移现象.

双轴经编织物膜材刺破性能数值模型研究

刺入破坏是经编织物类膜材破坏失效的基本形式之一,膜材自身的刺破力学性能对膜结构安全至关重要。本文针对双轴经编织物类膜材PVDF 8028进行双向限制下的刺破仿真,应用ABAQUS软件建立考虑纱线与基体细观结构的刺破数值模型。通过设置方锥与片状刺具两种刺具形态,在细观层面分析经编织物在不同刺具下的刺破形态特征,系统考察入刺水平转角以及入刺角度对膜材刺破性能的影响规律,另外构建类四棱锥刺入理论模型并通过理论校核证实了数值模型的准确性与可行性。研究结果表明:随着方锥刺具入刺水平转角增加,膜材刺破强度呈现下降趋势,当水平转角由0°增加至90°,刺破强度降低达39.39%;随着片状刺具刺入角度的增加,刺破强度呈现先增大后减小的趋势,峰值刺破力随刺破角度增加呈现倒"V"形的变化特征。所得结论可为膜材料的损伤分析及膜结构的安全性评估提供有益参考。

经编织物膜材双轴撕裂力学性能试验与数值研究

在实际工程中,织物膜材料双轴撕裂损伤是膜结构破坏的关键诱因,其撕裂力学性能对于膜结构安全至关重要。本文采用试验与数值分析相结合的方法研究经编类织物复合膜材的双轴撕裂力学行为,应用ABAQUS软件建立考虑纱线及基体细观结构的双轴撕裂数值模型,进行了多应力比状态下膜材撕裂破坏过程分析,获得了膜材的撕裂强度和破坏模式特征,探讨分析了应力比状态对膜材撕裂力学性能的影响规律。结果表明:应力比状态的改变显著影响膜材的撕裂破坏模式、应力状态及撕裂强度;依据切缝角度及应力比的不同,可形成一、十及Z字形三类典型裂口。在临界应力状态下,经纬向应力比差值越大,裂缝尖端处应力集中现象越明显;由于经纬向纱线间承载的协调作用,45°切缝撕裂强度的最大值出现于应力比为1∶1时。

杨梅谷商机无限

1989年出生的陈超看起来比同龄人成熟稳重，天天下地的他皮肤比上学时黑了许多，做人谦卑又落落大方,而这些都源于他的一个选择。