一种柔性织物膜的强度判定方法技术

本发明专利技术公开了一种柔性织物膜的强度判定方法，涉及柔性织物膜领域，强度判定项包括7项：经向拉应力比二次项、纬向拉应力比二次项、经纬向拉应力比乘积项、经向拉应力比一次项、纬向拉应力比一次项、经向拉应力比与剪应力比乘积项、纬向拉应力与剪应力比乘积项，7项数值之和大于等于1表示柔性织物膜结构达到强度破坏。仅需要三个基本强度参数：经向抗拉强度、纬向抗拉强度、抗剪强度，不仅能够准确地反映织物膜材双轴拉伸时的二次效应、拉伸耦合、拉剪耦合效应，仅三个基本强度参数、参数少，使用简单，可靠性、准确性高的特点，有利于柔性织物膜结构在极端载荷环境条件下准确的强度设计。结构在极端载荷环境条件下准确的强度设计。结构在极端载荷环境条件下准确的强度设计。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性织物膜的强度判定方法


[0001]本专利技术涉及柔性织物膜领域，尤其涉及一种柔性织物膜的强度判定方法。

技术介绍

[0002]柔性织物膜材是一种广泛应用的复合材料，主要应用于土木建筑、航空航天等工业领域。柔性织物膜材由织物基布作为结构承力层、高分子聚合物薄膜或涂层作为功能层，织物基布是由高分子纤维经过纺纱再编织加工而成，功能层通过层压复合或涂覆。与广泛应用的碳纤维织物增强环氧树脂刚性材料具有显著的区别，柔性织物膜仅能受拉力，不能承受压力、弯矩，同时只有在拉力存在的条件下承受一定的剪力。因此，柔性织物膜材被设计、应用于张拉结构，如典型的充气张拉、机械张拉，充分发挥柔性织物膜材的抗拉性能，进而采用抗拉强度设计。
[0003]现有技术中通常通过双轴拉伸试验标定，对任意柔性织物张力结构的破坏判定不仅存在安全度不准，而且位置不正确，因此急需一种能够准确地反映柔性织物膜材双轴拉伸时的拉伸强度的判定方法。

技术实现思路

[0004]有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是如何准确地反映柔性织物膜材双轴拉伸时的拉伸强度。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种柔性织物膜的强度判定方法，包括7个判定项：经向拉应力比二次项、纬向拉应力比二次项、经纬向拉应力比项、经向拉应力比一次项、纬向拉应力比一次项、经向拉应力比与剪应力比乘积项、纬向拉应力比与剪应力比乘积项；
[0006]判定所述7个判定项的数值之和是否大于1；
[0007]若所述7个判定项的数值之和大于1，则柔性织物膜结构达到强度破坏。
[0008]进一步地，所述经纬向拉应力比项包括经纬向拉应力比乘积项。
[0009]进一步地，所述经纬向拉应力比项包括经纬向拉应力比耦合项。
[0010]进一步地，所述强度判定方法包括3个强度参数：经向抗拉强度、纬向抗拉强度、抗剪强度。
[0011]进一步地，所述经向抗拉强度由所述柔性织物膜的单轴拉伸试验测定，至少5次有效试验，并取5％离散系数统计值X。
[0012]进一步地，所述纬向抗拉强度由所述柔性织物膜的单轴拉伸试验测定，至少5次有效试验，并取5％离散系数统计值Y。
[0013]进一步地，所述抗剪强度由所述柔性织物膜的双轴拉伸剪强度试验测定，至少5次有效试验，并取5％离散系数统计值S。
[0014]进一步地，所述柔性织物膜的双轴拉伸剪强度试验的方法包括：
[0015]S1、采用标准双轴拉伸十字型试件，利用双轴拉伸试验机进行双轴张拉致设定应力值；
[0016]S2、采用标准图框夹持十字型试件的四臂，测试并记录所述双轴拉伸十字型试件的中芯区应变值；
[0017]S3、双轴拉伸试验机卸载，将图框及双轴拉伸十字型试件整体拆卸，测试并记录所述双轴拉伸十字型试件的中芯区应变值；
[0018]S4、将图框及夹持十字型试件整体安装到单轴拉伸试验机，拆卸对角支撑连杆，对图框进行拉伸加载，十字型试件发生剪切变形，至试件破坏，记录拉力和变形；
[0019]S5、根据十字型试件的受力和变形关系，计算剪切应力、剪应变；
[0020]重复步骤S1
‑
S5，至少5次有效试验，并取5％离散系数统计值。
[0021]进一步地，采用标准双轴拉伸十字型试件，利用双轴拉伸试验机进行双轴张拉实现设定应力值。
[0022]进一步地，采用图框法对实现设定张力状态的所述双轴拉伸十字型试件进行剪切加载，十字型试件发生拉伸剪切变形、拉伸剪切破坏。
[0023]与现有技术相比，通过本专利技术的实施，达到了以下技术效果：
[0024]1、本专利技术提供的柔性织物膜强度判定方法，能够准确地反映织物膜材双轴拉伸时的二次效应、拉伸耦合、拉剪耦合效应，有效地测定和表征柔性织物膜材的复合应力强度，可以为重大实际工程的强度设计和分析提供技术支撑。
[0025]2、本专利技术提供的柔性织物膜强度判定方法将材料力学理论与实际试验相结合，具有使用简单，仅三个基本强度参数、参数少，可靠性、准确性高的特点，有利于柔性织物结构在极端载荷环境条件下准确的强度设计，有利于柔性织物膜材的使用和推广。
[0026]以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。
附图说明
[0027]图1是本专利技术的一个较佳实施例的双轴拉伸剪强度试验的双轴拉伸十字型试件；
[0028]图2是本专利技术的一个较佳实施例的图框夹持十字型试件；
[0029]图3是本专利技术的一个较佳实施例的图框拉伸加载试验；
[0030]图4是本专利技术的一个较佳实施例的图框平面图；
[0031]图5是本专利技术的一个较佳实施例的底板的结构示意图；
[0032]图6是本专利技术的一个较佳实施例的压板的结构示意图；
[0033]图7是本专利技术的一个较佳实施例的加载接头图。
[0034]图中
[0035]1‑
双轴拉伸十字型试件；2
‑
图框；3
‑
加载接头；201
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底板；202
‑
压板；203
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支撑连杆。
具体实施方式
[0036]以下参考说明书附图介绍本专利技术的多个优选实施例，使其
技术实现思路
更加清楚和便于理解。本专利技术可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本专利技术的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
[0037]在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以
structures,2017，10(184):1126
‑
1136)介绍了一种可以用于飞艇蒙皮材料双轴拉伸强度试验的新型试件及试验分析。陈务军等著的“一种织物膜材双轴拉伸强度的判定方法”(ZL201810982452.2)专利技术了基于双轴拉伸测定作用系数的双轴拉伸强度准则，如下
[0053][0054]式中：δ
x
为织物膜材双轴受拉状态下的经向应力，δ
y
为织物膜材双轴受拉状态下的纬向应力，X为织物膜材经向单轴拉伸强度，Y为织物膜材纬向单轴拉伸强度，α为第一相关系数，β为第二相关系数，γ为第三相关系数，φ为第四相关系数，ω为第五相关系数。
[0055]针对工程中仅受双向拉力情况，式(5)可以提供更合理的强度设计，但是，作为基本准则，式(5)需要柔性织物膜材的经向、纬向单轴拉伸强度X/Y，以及5个作用系数，需要通过双轴拉伸试验标定，最为核心的问题是该准则没有考虑结构中剪力对强度的贡献，因此，对任意柔性织物张力结构的破坏判定不仅存在安全度不准，且位置不正确。判定准则(1)
‑
(4)存在类似的问题。
[0056]为解决上述现有技术中的技术问题，一方面，本专利技术提供了一种柔性织物膜的强度判定方法，包括7个判定项：经向拉应力比二次项、纬向拉应力比二次项、经纬向拉应力比项、经向拉应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性织物膜的强度判定方法，其特征在于，包括7个判定项：经向拉应力比二次项、纬向拉应力比二次项、经纬向拉应力比项、经向拉应力比一次项、纬向拉应力比一次项、经向拉应力比与剪应力比乘积项、纬向拉应力比与剪应力比乘积项；判定所述7个判定项的数值之和是否大于1；若所述7个判定项的数值之和大于1，则柔性织物膜结构达到强度破坏。2.如权利要求1所述的柔性织物膜的强度判定方法，其特征在于，所述经纬向拉应力比项包括经纬向拉应力比乘积项。3.如权利要求1所述的柔性织物膜的强度判定方法，其特征在于，所述经纬向拉应力比项包括经纬向拉应力比耦合项。4.如权利要求1所述的柔性织物膜的强度判定方法，其特征在于，所述强度判定方法包括3个强度参数：经向抗拉强度、纬向抗拉强度、抗剪强度。5.如权利要求1所述的柔性织物膜的强度判定方法，其特征在于，所述经向抗拉强度由所述柔性织物膜的单轴拉伸试验测定，至少5次有效试验，并取5％离散系数统计值X。6.如权利要求1所述的柔性织物膜的强度判定方法，其特征在于，所述纬向抗拉强度由所述柔性织物膜的单轴拉伸试验测定，至少5次有效试验，并取5％离散系数统计值Y。7.如权利要求1所述的柔性织物膜的强度判定方法，其特征在于，所述抗剪强度由所述柔性织物...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈务军，陈龙龙，高成军，赵兵，李世平，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：