浮空器膜材循环拉伸力学性能及弹性常数研究

对全新飞艇蒙皮膜材Uretek3216L进行了单轴循环拉伸试验,采用自主研发的多功能薄膜双轴拉伸试验机进行5种应力比例下的拉伸试验.探讨了单双轴循环试验的应力应变关系及弹性模量随循环次数的变化规律,对双轴耦合弹性模量的理论公式进行了推导,分析了纬经向应力比对耦合弹性模量的影响规律.结果表明,单轴循环的第15次和第1次循环相比,经纬向弹性模量分别增大了20.7%和39.1%,其中第2次循环增大幅度最大,经纬向均占总增量的60%以上.对于双轴试验,随纬经向应力比R的增大,经向耦合弹性模量增大而纬向减小.确定了膜材的单、双轴应力下的弹性模量和3D应力应变响应曲面.

浮空器囊体膜材力学性能试验研究

对三种浮空器气囊膜材Uretek3216L、3216A、3224进行了一系列力学性能试验研究,包括单向拉伸试验、往返加载试验和徐变试验,得到了完整的强度、变形、往返荷载滞回环曲线、徐变等材料力学性能试验数据,提出了膜材在单向拉力作用下的三线段应力—应变模型.同时对有无焊缝试验结果进行比较,考察了高频焊缝对膜材力学性能的影响,最后根据往返荷载试验结果,计算出膜材的弹性模量.通过本研究得到的材料力学性能参数为浮空器复杂构型的验证、结构分析和裁剪分析提供支持.

浮空器蒙皮膜复合材料单轴拉伸力学性能及弹性常数

对新型飞艇蒙皮材料在0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°七个偏轴方向单轴拉伸循环试验结果进行了分析,给出了残余应变和弹性模量随循环次数的变化规律;得出了由单层板理论推导出的关于弹性模量的本构关系对各功能膜层压合成的平纹织物膜复合材料适用性较差。使用VIC-2D数字散斑测量系统测出膜材在拉伸过程中的位移场和应变场,通过位移场求膜材的泊松比和通过应变场验证分析膜材拉伸破坏机制,并可以预测断口形态和位置。采用两种不同规格的试样测试膜材的单轴拉伸强度,通过对比发现采用试样3更能反应材料Uretek5876实际强度。本文工作对该材料应用于飞艇结构设计和分析具有参考价值。