PVC涂层织物膜材的非线性各向异性本构关系模型

基于各向异性弹塑性理论,通过等效应力和等效塑性应变反映材料固有的非线性性质,并结合三参数形式的弹塑性屈服函数,提出了1种适用于聚氯乙烯(PVC)涂层织物膜材的非线性各向异性本构模型.为确定本构模型中的待定参数,同时验证该本构模型的适用性,进行了7个偏轴角度(0°、5°、15°、45°、75°、85°和90°)的单轴拉伸试验,并将模型预测结果与试验结果进行对比.结果表明:该本构模型能够较为准确地反映PVC涂层织物膜材拉伸时的非线性应力应变关系,可用来预测PVC涂层织物膜材在拉剪应力共同作用下的力学行为.

PVDF涂层织物膜材和节点高温力学性能试验研究

对PVDF涂层聚酯纤维建筑织物膜材和节点进行了一系列单调单向拉伸试验,包括常温(23℃)和高温(70℃)下母材、高温(70℃)下40mm和75mm宽搭接焊缝节点以及膜边铝合金型材节点,对其破坏形式、强度和变形力学特性进行了分析.介绍了具体的试件制作、实验仪器和试验方法.结合规程提出了温度对于材料的影响系数以及高温(70℃)下焊缝的最小宽度,对膜结构工程设计应用具有参考价值.

建筑涂层织物膜材剪切模量的双轴剪切测试方法

为确定更符合工程需求的建筑涂层织物膜材剪切弹性模量,基于双轴拉伸试验,采用45°偏轴十字型试件,定义名义剪切应力和工程剪切应变,提出了单调剪切加载下,基于剪切线性应变能误差的等效剪切屈服应力确定方法.在此基础上,提出了材料剪切模量低周循环双轴剪切测试方法,采用了等幅周期加载制度,以等效剪切屈服应力作为循环荷载的幅值,对剪应力正负加载上升段曲线线性拟合得到剪切模量.对玻璃纤维织物PTFE涂层膜材试件进行了试验,所得的剪切应力应变滞回曲线规则,线性度高,相比既有方法更符合工程实际.该方法可应用于G类膜材或其他织物增强类膜材.

涂层织物类膜材简化桁架模型研究

在单胞模型的基础上,提出了一种用于预测涂层织物类膜材料力学性能的简化桁架模型。根据组分材料拉伸试验数据,选取以真应变为变量的四次多项式描述纤维束拉伸非线性行为,采用理想弹塑性模型反映涂层的力学响应,并结合扫描电镜试验获取膜材的细观结构尺寸参数。通过ABAQUS有限元软件及UMAT子程序实现上述模型,对膜材的拉伸性能进行预测。结果表明:整体预测结果较好,最大误差约为20%。形成误差的主要原因是纤维束间及纤维束与涂层间的接触非线性不能在模型中得到体现。

涂层织物类膜材的拉伸试验及力学参数研究

涂层织物类膜材的力学性能具有非线性、非弹性、各向异性等特征,是膜结构设计分析的基础.对Ferrari 1202S2膜材进行一系列单、双轴拉伸试验,并在我国《膜结构技术规程》规定的拉伸试验及德国标准拉伸试验的基础上,采用不同的数据处理方法分别建立双轴线性材料模型及双轴非线性材料模型.建立膜材的本构关系模型,探究精确确定膜材的弹性模量、泊松比等力学参数的方法.

建筑织物膜材双轴剪切试验与分析

为了研究建筑织物膜材的剪切力学性能,提出一种新的剪切测试方法。采用中心区域宽度和四臂长度均为16cm的十字形试件,试件纱线的经纬向与加载方向呈45°角。根据膜材变形和应力关系,推导了剪应力和剪应变的计算方法。定义了使试件中心区域产生三个循环剪应力场的加载谱,循环产生正负交替的剪切应力。试验采用表面抛光的(Polyvinylidene Fluoride,聚偏氟乙烯)涂层膜材,测量x、y两个方向的应力和应变,通过计算得到剪切应力应变曲线,并对试验结果进行分析。结果表明,新的剪切测试方法能够反映建筑织物膜材剪切力学性能。最后通过有限元方法模拟材料受剪状态下的应力和应变,与试验得到的应力值和应变值相近。