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采用合理的膜材試驗測試與分析方法,得到準確的膜材力學參數和行為規律,這是膜結構設計分析的重要基礎.本文對全新高強PVDF/PES膜材進行系列試驗研究,先完成單軸拉伸破斷試驗,然后單向循環拉伸試驗,最后采用自主研發的多功能薄膜雙軸拉伸試驗機進行多比例加載下的日本標準雙軸拉伸試驗與德國標準雙軸拉伸試驗.研究了雙軸拉伸試驗數據分析方法及其對試驗結果參數的影響,計算膜材工程常數并確定3D應力-應變響應面.結果表明不同加載譜計算的膜材工程常數有較大差異,針對具體工程應采用不同加載試驗確定膜材參數,或取最大最小區間.本文研究對膜結構設計具有參考價值.
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以PES/PVC膜材料單軸向拉伸試驗為研究基礎,對膜材料的0°、15°、30°、45°、60°、75°和90°七個面內方向上的拉伸試驗特征進行了分析,證明了采用三次加載后的應力-應變曲線可以用來描述膜材料的彈性力學性質,且測得的膜材料彈性常數符合正交各向異性本構關系。為獲得膜材料在復雜應力狀態下的斷裂強度,對膜材料拉伸斷裂破壞的機理及適用的相關強度準則進行了討論。結果表明,利用Tsai-Hill強度準則能對純拉或純剪切型破壞模式下的膜材料斷裂強度做出較好的預測,但該準則不適合對拉剪混合型破壞模式下膜材料斷裂強度的預測。
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