[发明专利]一种织物膜材双轴拉伸强度的判定方法

说明书

本发明公开了一种织物膜材双轴拉伸强度的判定方法，涉及织物膜材力学强度与实验技术领域，包括如下步骤：步骤1：建立织物膜材双轴拉伸强度准则；步骤2：通过试验的方法测定所述织物膜材双轴拉伸强度准则的相关系数；步骤3：根据步骤2的结果，确定完善的织物膜材双轴拉伸强度准则，绘制织物膜材双轴拉伸强度包络线；步骤4：根据上述结果判定织物膜材的双轴拉伸强度。本发明的织物膜材双轴拉伸强度的判定方法，不仅能够准确反映织物膜材双轴拉伸时的拉伸强度状况，为实际工程的设计和分析提供技术支撑，还具有运用简单，可靠性高的特点。

技术领域

本发明涉及织物膜材力学强度与实验技术领域，尤其涉及一种织物膜材双轴拉伸强度的判定方法。

背景技术

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。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。

织物膜材的拉伸强度是其工程应用的重要基础参数，目前工程应用方面的国内外行业标准等都是采用比较简单的单轴拉伸测定方法测定织物膜材的拉伸强度，如ASTM4851、ISO1421、FZ/T64014等。但是，织物膜材在工作受力状态一般为双向张力状态，研究和应用表明双轴拉伸力学特性与单轴拉伸具有显著的差异。

陈务军等著的“一种双轴拉伸强度试验十字型试件及其制作方法”(CN107271275A)提出了一种能够测定和表征织物材料双轴拉伸强度的局部双层试件设计、制作和测试方法。陈务军等著的“双十字型复合织物膜材双轴拉伸强度试件及其制作方法”(CN107340184A)提出了一种能够测定织物材料双轴拉伸强度的双十字复合试件设计、制作和测试方法。石泰百等著的“Biaxial strength determination of woven fabriccomposite for airship structural envelope based on novel specimens”(Compositestructures,2017，10(184):1126-1136)介绍了一种可以用于飞艇蒙皮材料双轴强度试验的新型试件及试验分析。上述文献均对织物膜材的双轴拉伸强度试验方法，以及对强度特性或准则进行探索，但均未建立合理的针对织物膜材双轴拉伸强度的判定方法。

“膜结构技术规程”(CECS158-2015)规定了采用双轴拉伸试验测试方法测试建筑P/G类膜材弹性常数。“Tensile Membrane Structures”(ASCE/SEI 55-16)规定了采用双轴拉伸测试涂层织物膜材的拉伸弹性常数和应变补偿方法。李阳著的“建筑膜材料和膜结构的力学性能研究与应用”(同济大学博士学位论文，2007.8)研究了双轴拉伸试验机，定制了加载谱和试验方法。陈务军、王利钢、高成军著的“P/G类建筑织物膜材双轴剪切试验及力学特性分析”(建筑材料学报，2016，03:539-543)研究了两类典型建筑织物膜材的双轴剪切试验方法及膜材的剪切力学性能。上述文献涉及了双轴拉伸测试织物膜材在低载荷下的力学行为，对双轴拉伸弹性常数、双轴剪切弹性常数等进行了一定的研究，但未涉及针对织物膜材双轴拉伸强度的判定方法。

双轴拉伸强度试验目前多应用于刚性材料的双轴拉伸强度测试；基于刚性复合材料的双轴拉伸试验，若干复合受力强度准则被提出和验证，通过双轴拉伸测试，刚性复合材料的双向拉伸性能取得了重要的研究进展。任家陶、李冈陵、豆志武著的“双向拉伸试验的进展与钛板双向拉伸的强化研究”(实验力学，2001，02:196-206)进行了金属材料的双轴拉伸试验，并对钛板的双向拉伸力学性能进行了研究。鲁帅著的“双轴拉伸原位力学测试装置的设计分析与试验研究”(吉林大学硕士学位论文，2015)研究了双轴拉伸力学试验装置，并对多种金属材料的双向应力下的力学性能开展试验研究。上述文献涉及金属材料双轴拉伸试验方法及力学性能研究，均未涉及针对织物膜材双轴拉伸强度的判定方法。