機織建筑膜材料拉伸本構模型.pdf

1、機織建筑膜材料是一種通過在機織物基布上涂敷樹脂或橡膠等基本材料而制成的柔性復合材料，是一種只能抗拉，不能抗壓和抗彎的柔性材料。本文旨在通過織物拉伸性能及涂層工藝中織物幾何結構相的變化來預測膜材料的拉伸性能。確定了織物與膜材料的拉伸性能關系，就可以根據(jù)客戶對膜材料拉伸性能的要求，來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)拉伸應力—應變關系是其他一切受力分析的基礎，也是設計及制造部門密切關注的問題。

2、 本文假設面內(nèi)載荷均勻分布于受力軸向以及由屈曲轉換引起的另一軸向的變形量也是均勻的，即可以由經(jīng)、緯紗線及其單個交織點和涂層材料組成的結構單元來描述膜材料的整體變形。首先，在假設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上建立了膜材料拉伸的非線性彈性本構模型。該模型體現(xiàn)為經(jīng)、緯紗屈曲轉換非線性變形，以及紗線和涂層材料拉伸伸長線彈性變形，通過PVC/PES膜材料拉伸試驗來驗證模型的可靠性。研究結果表明：在應變較小時，模型

3、預測值與試驗測試值吻合的較好；但當應變達到一定值時，模型預測值與試驗測試值之間存在偏差，且隨應變的增大，兩者之間的差異隨之增大。 通過對紗線及織物的拉伸試驗曲線研究表明，在拉伸伸長變形過程中二者都具有明顯的應變轉折點，轉折點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)、緯向拉伸試驗曲線，對其求多項式回歸方程二階導數(shù)的零點即拐點(試驗曲線的轉折點)；在此基礎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檢驗證實小樣本試樣服從正態(tài)分布，對正態(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。通過對織物及膜材料的橫截面試驗研究表明：織物在涂層工藝中經(jīng)向的拉伸導致經(jīng)緯紗線屈曲轉換變形，從而影響膜材料的拉伸性能。 通過對紗線及機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模型，旨在討論織物涂層過程中的織物的經(jīng)向拉伸對膜材料拉伸性能的影響。模型中考慮了