對250μm厚乙烯-四氟乙烯（Ethylene-Tetra-Fluoro-Ethylene,ETFE）薄膜進行了單軸循環(huán)拉伸試驗,通過試驗得出ETFE薄膜的應力應變曲線,基于宏觀現(xiàn)象和各向同性材料小應變假設,推導了適用于ETFE薄膜單軸循環(huán)拉伸第1次加載和卸載的本構方程,編寫了采用兩步法確定本構方程中參數(shù)的程序,利用程序模擬了ETFE薄膜在循環(huán)拉伸狀態(tài)下第1次加載和卸載的應力應變關系.通過與試驗得到的應力應變關系對比分析,驗證了該本構方程和程序的正確性.提出的ETFE薄膜的本構方程可以較為準確地預測ETFE材料的應力應變關系,為ETFE薄膜結構的分析和計算提供參考. 

【文章來源】：上海交通大學學報. 2016,50(11)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

圖１啞鈴型試件尺寸［４］（ｍｍ）Ｆｉｇ．１Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｏｆｄｕｍｂ－ｂｅｌｌｓｐｅｃｉｍｅｎ（ｍｍ）

鈴型試件，如圖１所示．圖１啞鈴型試件尺寸［４］（ｍｍ）Ｆｉｇ．１Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｏｆｄｕｍｂ－ｂｅｌｌｓｐｅｃｉｍｅｎ（ｍｍ）１．２試驗條件（１）塑料薄膜拉伸試驗國家標準對拉伸速度的要求［１１］．（２）美國材料測試標準對循環(huán)試驗持續(xù)時間（２０ｍｉｎ）的要求［１２］．綜合選取加載卸載速度均為５ｍｍ／ｍｉｎ，試驗時室內(nèi)溫度（２４±１）℃．１．３單軸循環(huán)拉伸試驗試驗儀器為ＭＵＬＴＩＴＥＳＴ１－ｉ壓力及張力測試系統(tǒng)，如圖２所示．試驗時采用薄膜專用夾具夾持試件，配置高精度的拉力傳感器（ＳＳＭ－ＡＪ－５００Ｎ，精度０．１Ｎ）．試驗采用三角波加載，控制最大加載應力為１５ＭＰａ，保證數(shù)據(jù)采集儀器滿足ＥＴＦＥ薄膜屈服后產(chǎn)生的變形；最小加載應力１ＭＰａ，為ＥＴＦＥ薄膜結構形成需要的最小預應力；得出第１次加載、卸載下的應力應變關系，如圖３所示．圖２試驗儀器及加載試件Ｆｉｇ．２Ｔｅｓｔｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓａｎｄｉｔｓｌｏａｄｉｎｇｓｐｅｃｉｍｅｎ圖３ＥＴＦＥ薄膜在第１次加載和卸載下單軸循環(huán)拉伸應力應變關系曲線Ｆｉｇ．３Ｕｎｉａｘｉａｌｃｙｃｌｉｃｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｓｓ－ｓｔｒａｉｎｃｕｒｖｅｓｏｆＥＴＦＥｆｏｉｌｓａｔｆｉｒｓｔｌｏａｄｉｎｇａｎｄｕｎｌｏａｄｉｎｇ由圖３可見，在加載初始即為非線性，在加載過程中材料表現(xiàn)出明顯的黏彈性和黏塑性．２本構模型按照高分子材料學理論，半晶體高分子材料可１６６６上海交通大學學報第５０卷

力測試系統(tǒng)，如圖２所示．試驗時采用薄膜專用夾具夾持試件，配置高精度的拉力傳感器（ＳＳＭ－ＡＪ－５００Ｎ，精度０．１Ｎ）．試驗采用三角波加載，控制最大加載應力為１５ＭＰａ，保證數(shù)據(jù)采集儀器滿足ＥＴＦＥ薄膜屈服后產(chǎn)生的變形；最小加載應力１ＭＰａ，為ＥＴＦＥ薄膜結構形成需要的最小預應力；得出第１次加載、卸載下的應力應變關系，如圖３所示．圖２試驗儀器及加載試件Ｆｉｇ．２Ｔｅｓｔｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓａｎｄｉｔｓｌｏａｄｉｎｇｓｐｅｃｉｍｅｎ圖３ＥＴＦＥ薄膜在第１次加載和卸載下單軸循環(huán)拉伸應力應變關系曲線Ｆｉｇ．３Ｕｎｉａｘｉａｌｃｙｃｌｉｃｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｓｓ－ｓｔｒａｉｎｃｕｒｖｅｓｏｆＥＴＦＥｆｏｉｌｓａｔｆｉｒｓｔｌｏａｄｉｎｇａｎｄｕｎｌｏａｄｉｎｇ由圖３可見，在加載初始即為非線性，在加載過程中材料表現(xiàn)出明顯的黏彈性和黏塑性．２本構模型按照高分子材料學理論，半晶體高分子材料可１６６６上海交通大學學報第５０卷

【參考文獻】：
期刊論文
[1]ETFE薄膜單軸循環(huán)拉伸力學性能[J]. 胡建輝,陳務軍,孫瑞,趙兵,羅仁杰.  建筑材料學報. 2015(01)
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[4]ETFE氣囊膜形態(tài)、結構特性與材料性能試驗[J]. 陳務軍,唐雅芳,任小強,董石麟.  建筑科學與工程學報. 2007(03)
[5]建筑膜材力學性能與焊接縫合性能試驗研究[J]. 陳務軍,唐雅芳,趙大鵬,任小強,付功義,董石麟.  空間結構. 2007(01)



本文編號：3058671