ETFE薄膜单向拉伸性能

对3种厚度的ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)薄膜沿MD及TD方向裁取的试样进行了单向拉伸试验,得到了相应的应力-应变拉伸曲线、抗拉强度及断裂延伸率.通过分析,给出了确定拉伸曲线上2个刚性转折点的方法,由此得到了对应于转折点的屈服应力和应变;给出了ETFE薄膜弹性模量的计算方法,并由拉伸曲线计算得到了切线弹性模量、割线弹性模量、第二和第三弹性模量;借助高精度数字照相方法,测定了ETFE薄膜的泊松比.结果表明,试验中采用的ETFE薄膜材料沿MD及TD方向的单向拉伸特性基本相同.     

拉伸速度对ETFE薄膜力学性能的影响

对厚度为250 μm的长条形ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)薄膜试样进行了6种定速(应变速率分别为10%/min,25%/min,50%/min,100%/min,200%/min,500%/ min)单向拉伸试验,得到了相应的抗拉强度、断裂延伸率、屈服应力以及弹性模量等力学参数的变化规律.结果表明:ETFE薄膜的抗拉强度随拉伸速度的增加略有增加,而断裂延伸率随拉伸速度的增加略有减小;ETFE薄膜的屈服强度随拉伸速度的增加而有所增加,但第二屈服强度增加不大;ETFE薄膜的屈服应变随拉伸速度的增加略有增加,第二屈服应变则略有减少;ETFE薄膜的切线弹性模量以及第二弹性模量随拉伸速度的增加呈下降趋势,割线弹性模量和第三弹性模量则没有明显的变化.通过分析,给出了以应变速率对数为变量的线性拟合公式,可用于计算在不同应变速率下ETFE薄膜的相关力学参数.     

ETFE薄膜气枕模型试验研究

设计制作了2个不同矢跨比的ETFE薄膜气枕模型,进行了气枕形状测试、加压以及铺砂加压试验,得到了气枕形状坐标以及膜面随气压的变形量。对ETFE薄膜进行单向拉伸试验,测得材料的屈服强度、切线弹性模量和割线弹性模量。利用几何非线性有限元进行了数值分析,将数值结果与试验值进行了比较分析。结果表明:ETFE薄膜可按各向同性材料分析,数值计算结果与试验值吻合较好;在同样内压作用下,气枕矢高较高时膜面位移与膜面应力较小;ETFE薄膜采用割线弹性模量计算得到的膜面位移与试验值比较吻合,采用切线弹性模量计算得到的变形小于试验值。     

ETFE薄膜材料参数设计值研究

乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)薄膜结构设计方法与设计参数研究相对滞后,国内外均未正式发布相关设计规范。分别对厚度为80、100、200、250、300μm的ETFE薄膜共计307个试样进行单轴拉伸试验,得到第一屈服点、第二屈服点及抗拉极限点的应力、应变以及各弹性模量的统计值。根据ETFE薄膜的材性及其结构受力特性,确定了单层张拉式和气枕式结构的ETFE薄膜强度标准值,得到了ETFE薄膜的材性不定性统计参数和几何不定性统计参数。根据结构抗力不定性及荷载不定性统计参数,计算并确定了ETFE薄膜单层张拉式以及气枕式结构在风荷载、雪荷载组合时的材料抗力分项系数与强度设计值的建议值。给出了ETFE薄膜弹性模量和泊松比建议值。     

ETFE薄膜双层气枕结构试验研究

首先对ETFE薄膜进行了单向拉伸试验,由应力-应变曲线计算力学参数:屈服强度、屈服应变、切线弹性模量和割线弹性模量.采用两种环氧树脂1∶1质量比制备胶黏剂,实现应变片与ETFE粘结协同,然后对其标定.研制了由荷载模拟、ETFE气枕、压力控制系统和测量系统组成的试验系统.成功地进行了风压、风吸正常承载力试验和极限承载力试验,应用三维扫描仪实现ETFE气枕形态无接触测量,并与数值分析结果进行了对比.本文成果对ETFE气枕设计具有参考价值.     

ETFE薄膜循环拉伸试验及徐变试验

分别在弹性阶段、屈服阶段和塑性流动阶段进行ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)薄膜循环拉伸试验,考察残余应变、应力松弛、加载和卸载中ETFE薄膜弹性的变化.在材料徐变试验中,采用了25,40和60℃的试验温度以及3,6和9 MPa的拉伸应力,试验时间为24 h.结果表明,常温且拉伸应力在6 MPa以下时材料的徐变量较小且徐变发生缓慢,40℃以上或拉伸应力达9 MPa时材料将产生明显徐变,且徐变呈持续发展趋势.     

ETFE薄膜双向力学性能试验研究

利用圆形气泡试验研究ETFE薄膜双向受力性能,得到了完整的真实应力-应变曲线和基本力学性能参数.结果表明:当真实应力为17~18MPa时,ETFE薄膜的真实应力-应变曲线出现第1个转折点,与单轴拉伸试验结果相同;当真实应力约为50MPa时,该曲线趋于平缓;当真实应力约为60MPa时,由于局部破损导致ETFE薄膜球冠失效;在双向拉伸下,ETFE薄膜破裂时的真实应变为30%~40%,远小于单轴拉伸试验结果.基于试验结果提出了1种四折线本构模型,并通过数值模拟验证其适用性.     

ETFE薄膜单轴循环拉伸力学性能

对6组250μm厚乙烯-四氟乙烯(ethylene-tetrafluoroethylene,ETFE)薄膜进行了不同应力幅值单轴循环拉伸试验.利用自编MATLAB程序分析了试验所得应力-应变曲线,得到了循环弹性模量、屈服应力、棘轮应变以及滞回环面积等力学性能参数;分别建立了循环弹性模量、棘轮应变和滞回环面积与循环次数的关系式.试验和分析结果表明:随着循环次数的增加,循环弹性模量、棘轮应变和滞回环面积的变化率逐渐减小,分别近似稳定于13,14,14次循环.     

圆形ETFE气枕粘塑性成形过程分析

设计制作了圆形ETFE气枕模型,进行气枕粘塑性成形试验,得到气枕膜面高度与内压的实时变化曲线。基于Perzyna的粘塑性本构方程,对ETFE薄膜进行单向拉伸试验,得到材料拉伸曲线及屈服强度,通过MATLAB拟合得到Perzyna本构方程参数,利用有限元软件进行了数值分析,并与试验结果进行比较。结果表明:ETFE气枕粘塑性成形过程试验结果与数值分析结果吻合良好,运用Perzyna粘塑性本构方程以及非线性材料模型可以准确、有效地完成ETFE粘塑性成形过程分析。     

ETFE薄膜材料及其力学性能

ETFE薄膜作为一种新型透明建筑材料,近年来得到广泛关注,并在标志性建筑中得到成功应用.ETFE薄膜材料质地柔软.重量轻,透光率高,非常适合在温室、体育场馆等有采光要求的建筑中使用.作为一种高分子材料,ETFE薄膜具有很大的断裂延伸率,但材料弹性区间的延伸率很小,同时力学性能还受到温度的影响,在高温或长时间较大拉伸应力下材料会产生较大徐变.本文简述了ETFE薄膜材料的基本力学性能以及ETFE薄膜建筑的特点.     

选择性激光熔融增材制造不锈钢力学性能研究进展及统计分析

在简要介绍金属增材制造技术分类的基础上,对选择性激光熔融(SLM)技术的研究进展进行梳理,以SLM制品的力学性能及其主要影响因素为重点进行综述.通过SLM技术制备了48个316L不锈钢试样,通过单轴拉伸试验获得了弹性模量、屈服强度、抗拉强度、延伸率和泊松比等基本力学性能数据.采用SPSS软件分析了力学性能试验数据的分布...     

天然裂隙性流纹岩三轴力学特性试验研究

 作为隧道裂隙性围岩开挖扰动滞后性破坏特性研究的基础,对含天然微裂隙的流纹岩进行三轴加卸围压试验和单轴预加载后再进行常规三轴压缩试验,在得到2种应力路径和不同裂隙发育流纹岩试样破裂特征和应力–应变曲线基础上,对流纹岩三轴试验下的破裂特征和力学参数进行分析,分析结果表明：(1) 天然裂隙性流纹岩表现出强烈的脆性特征,没有明显的屈服阶段;(2) 2种应力路径下,裂隙初始发育特征及优势方向对流纹岩力学性能影响表现为：初始优势发育方向近垂直于最大主应力方向的裂隙不易扩展贯通,试样的力学性能较好;(3) 初始优势发育方向与最大主应力方向夹角较小,并且初始连通或相互交叉搭接呈树枝状的裂隙极易贯通形成宏观拉裂面,显著削弱试样的力学性能;(4) 常规三轴压缩作用下,裂隙初始优势角为46°时,流纹岩的力学性能最差;(5) 单轴预加载使试样内部横向微裂隙闭合,再进行常规三轴压缩时,其强度、弹性模量和变形模量都增大,泊松比基本不变,而脆性特征更加明显。     

建筑织物膜材的单轴和双轴拉伸材性试验研究

以PVDF膜材为试验对象,进行了织物膜材的单轴和双轴拉伸的材性试验研究,测定和对比了试验模材在单向和双向应力状态下的弹性常数。试验发现,当荷载在15%极限强度范围内时,膜材应力-应变关系基本呈线性,建议膜材经向弹性模量约取950MPa,纬向约为700MPa。另外还进行了织物膜材在单轴拉伸状态下的焊缝强度试验,测定和对比了不同焊接方式和宽度的焊缝强度,建议单面对接焊缝宽度不应小于50mm,搭接不应小于30mm。     

岩盐储库建腔期难溶夹层的软化规律研究

 为揭示盐岩水溶造腔过程中难溶夹层力学特性与卤水浸泡时间的关系,更好地了解夹层的软化规律和范围,为预测和控制夹层的破坏垮塌提供理论支持,以云应盐矿中的泥质硬石膏夹层为研究对象,进行不同浸泡时间下的单轴压缩和巴西劈裂软化试验研究,发现其力学强度随卤水浸泡时间劣化明显,其中,单轴抗压强度、弹性模量、泊松比与卤水浸泡时间呈显著的DoseResp函数关系,抗拉强度与浸泡时间呈显著的Slogistic1函数关系,且试件的单轴压缩及巴西劈裂试验的破坏形式随浸泡时间的增加有从张拉破坏向剪切破坏的渐变趋势。通过分析试验结果发现,卤水对夹层力学强度的软化作用与夹层可溶物含量、夹层成分遇水膨胀的不均性、卤水的润滑作用和矿物晶键的软化作用均存在密切相关。推导了基于浸泡时间的夹层损伤演化方程,建立夹层轴向和径向的软化深度模型,并将其应用于水溶造腔过程中难溶夹层软化范围的划定。此外,基于夹层抗拉强度与卤水浸泡时间的关系,给出判定和预测夹层局部软化破坏的最大拉应力强度准则。     

基于灰色关联理论的红层软岩尺寸效应研究

为探究红层软岩岩体与小尺寸软岩试件实验强度的关系,对定西红层软岩的不同高径比试样进行单轴压缩试验,研究该类软岩的尺寸效应。考虑软岩力学性质复杂,弹性模量、泊松比、变形模量均为不确定值,引入灰色关联理论(比较了现有的4个灰色关联模型,表明相对关联模型更适合于软岩的尺寸效应研究)。计算和分析了软岩高径比、弹性模量、变形模量、泊松比与强度的相对关联度,结果表明:试样高径比≥1.2范围,泊松比对强度影响最大,高径比其次;试样高径比<1.2范围,高径比对强度影响最大,泊松比其次;变形模量对强度的影响大于弹性模量。对该类红层软岩进行尺寸效应研究,需要考虑高径比、泊松比、变形模量共同影响作用。定义了尺寸效应系数、变形模量兆帕像,采用简化维度的方法给出了尺寸效应系数的四维方程,拟合结果与试验结果具有良好的一致性。     

不同层理方位影响下板岩各向异性巴西圆盘劈裂试验研究

 通过电镜扫描试验,发现板岩具有明显的变余层理构造和板劈理构造,因而可采用巴西圆盘劈裂试验揭示其力学特征。对7种不同层理角度? 下的圆盘进行劈裂试验,得到圆盘的3种破坏形式：?＜45°为纯拉伸破坏,? = 45°～75°为剪切拉伸破坏,?＞75°为剪切破坏。同时,板岩受内部层理构造的影响,其抗拉强度随?值从0°变化到90°而逐渐降低;垂直于各向同性面的弹性模量和泊松比受层理角度影响不大,且前者比各向同性面的弹性模量值略小。     

再生混凝土单轴力学性能指标统一计算方法

对大量再生混凝土单轴力学性能试验资料进行整理分析,基于统计分析方法,在借鉴普通混凝土力学模型的基础上,对不同取代率下再生混凝土的各种力学性能指标进行统一分析,提出了适用于不同取代率下再生混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度、劈裂抗拉强度、弹性模量、轴心受压峰值应变和轴心受拉峰值应变的统一计算公式,建立了再生混凝土单轴受压、受拉的应力 应变全曲线表达式,并将公式计算结果与试验结果进行对比。结果表明:计算结果与试验结果吻合较好;提出的再生混凝土单轴力学性能指标统一计算公式精度较高。