機(jī)織建筑膜材料拉伸本構(gòu)模型.pdf

1、機(jī)織建筑膜材料是一種通過(guò)在機(jī)織物基布上涂敷樹(shù)脂或橡膠等基本材料而制成的柔性復(fù)合材料，是一種只能抗拉，不能抗壓和抗彎的柔性材料。本文旨在通過(guò)織物拉伸性能及涂層工藝中織物幾何結(jié)構(gòu)相的變化來(lái)預(yù)測(cè)膜材料的拉伸性能。確定了織物與膜材料的拉伸性能關(guān)系，就可以根據(jù)客戶對(duì)膜材料拉伸性能的要求，來(lái)確定涂層前織物的拉伸性能，從而確定織物的經(jīng)緯密及經(jīng)、緯紗支。研究膜材料面內(nèi)拉伸應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系是其他一切受力分析的基礎(chǔ)，也是設(shè)計(jì)及制造部門密切關(guān)注的問(wèn)題。

2、 本文假設(shè)面內(nèi)載荷均勻分布于受力軸向以及由屈曲轉(zhuǎn)換引起的另一軸向的變形量也是均勻的，即可以由經(jīng)、緯紗線及其單個(gè)交織點(diǎn)和涂層材料組成的結(jié)構(gòu)單元來(lái)描述膜材料的整體變形。首先，在假設(shè)紗線及涂層材料為服從胡克定律的桿件、并忽略剪切及壓縮變形的基礎(chǔ)上建立了膜材料拉伸的非線性彈性本構(gòu)模型。該模型體現(xiàn)為經(jīng)、緯紗屈曲轉(zhuǎn)換非線性變形，以及紗線和涂層材料拉伸伸長(zhǎng)線彈性變形，通過(guò)PVC/PES膜材料拉伸試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證模型的可靠性。研究結(jié)果表明：在應(yīng)變較小時(shí)，模型

3、預(yù)測(cè)值與試驗(yàn)測(cè)試值吻合的較好；但當(dāng)應(yīng)變達(dá)到一定值時(shí)，模型預(yù)測(cè)值與試驗(yàn)測(cè)試值之間存在偏差，且隨應(yīng)變的增大，兩者之間的差異隨之增大。 通過(guò)對(duì)紗線及織物的拉伸試驗(yàn)曲線研究表明，在拉伸伸長(zhǎng)變形過(guò)程中二者都具有明顯的應(yīng)變轉(zhuǎn)折點(diǎn)，轉(zhuǎn)折點(diǎn)前后的曲線斜率變化較大。本文從總體中分別抽取樣本容量為8的織物經(jīng)、緯向拉伸試驗(yàn)曲線，對(duì)其求多項(xiàng)式回歸方程二階導(dǎo)數(shù)的零點(diǎn)即拐點(diǎn)(試驗(yàn)曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn))；在此基礎(chǔ)上采用最小二乘法分段線性擬合織物拉伸性能的非線性，得出

4、各段的曲線斜率即材料的彈性常數(shù)；采用W檢驗(yàn)證實(shí)小樣本試樣服從正態(tài)分布，對(duì)正態(tài)總體在顯著性水平a=5％的情況下求得樣本總體均值的置信區(qū)間。通過(guò)對(duì)織物及膜材料的橫截面試驗(yàn)研究表明：織物在涂層工藝中經(jīng)向的拉伸導(dǎo)致經(jīng)緯紗線屈曲轉(zhuǎn)換變形，從而影響膜材料的拉伸性能。 通過(guò)對(duì)紗線及機(jī)織基布的拉伸性能的非線性現(xiàn)象的研究分析，建立了反映膜材料拉伸變形的非線性彈塑性本構(gòu)模型，旨在討論織物涂層過(guò)程中的織物的經(jīng)向拉伸對(duì)膜材料拉伸性能的影響。模型中考慮了