[发明专利]一种织物膜材撕裂剩余强度预测方法

权利要求书

1.一种织物膜材撕裂剩余强度预测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、建立织物膜材撕裂剩余强度预测模型；

步骤二、制备带有中心切缝的拉伸试件，分别获取不同初始切缝长度下，织物膜材撕裂剩余强度σ_N；

步骤三、将步骤二得到的撕裂剩余强度σ_N与初始切缝长度进行线性拟合，得到裂纹尖端损伤区尺寸a^*；

步骤四、将织物膜材拉伸强度项f_t和裂纹尖端损伤区尺寸a^*代入步骤一建立的撕裂剩余强度预测模型，得到织物膜材撕裂剩余强度演化曲线；

根据获得的织物膜材撕裂剩余强度演化曲线，进行织物膜材撕裂剩余强度的预测。

2.根据权利要求1所述的一种织物膜材撕裂剩余强度预测方法，其特征在于，所述步骤一中，建立的织物膜材撕裂剩余强度预测模型的表达式为：

式中：σ_N为织物膜材撕裂剩余强度，f_t为拉伸强度项，a_e为等效初始切缝长度，a^*为裂纹尖端损伤区尺寸。

3.根据权利要求2所述的一种织物膜材撕裂剩余强度预测方法，其特征在于，所述步骤二的具体过程为：

步骤二一、选取无缺陷的织物膜材作为被测试样品，利用被测试样品制作长条形单轴拉伸试件；

在每一个拉伸试件上制作一个中心切缝，中心切缝的初始切缝长度为2a，中心切缝的初始长度包含(0,W)范围内的不同值，W代表拉伸试件的宽度的一半；

步骤二二、将制作好中心切缝的拉伸试件，连接于单轴拉伸试验机的夹具上，确保拉伸试件夹持端受力均匀；

按位移加载方式设定加载速率，直至加载至拉伸试件发生撕裂破坏，加载过程中，记录撕裂荷载-位移曲线；

步骤二三、以撕裂荷载-位移曲线的峰值荷载作为撕裂破坏荷载P_N，利用P_N计算织物膜材撕裂剩余强度σ_N；

σ_N＝P_N/(2W)

步骤二四、重复步骤二二和步骤二三的操作过程，直至获取到所有初始切缝长度下，织物膜材撕裂剩余强度σ_N；

步骤二五、汇总试验数据，得到织物膜材撕裂剩余强度σ_N与初始切缝长度2a的关系。

4.根据权利要求3所述的一种织物膜材撕裂剩余强度预测方法，其特征在于，所述步骤三的具体过程为：

步骤三一、将初始切缝长度2a代入公式a_e＝Y(ρ)²×a，将初始切缝长度2a转化为等效初始切缝长度a_e，Y(ρ)是中心切缝试件尺寸修正系数；

将织物膜材撕裂剩余强度σ_N与初始切缝长度2a的关系，转化为织物膜材撕裂剩余强度σ_N与等效初始切缝长度a_e的关系；

步骤三二、将σ_N～a_e数据对绘制于坐标系中进行线性拟合，其中，线性拟合的截距为1/f_t²，线性拟合的斜率为1/(a^*×f_t²)，计算得到裂纹尖端损伤区尺寸a^*。

5.根据权利要求4所述的一种织物膜材撕裂剩余强度预测方法，其特征在于，所述步骤四的具体过程为：

步骤四一、将步骤一中建立的撕裂剩余强度预测模型无量纲化为如下形式：

式中，F＝σ_N/f_t，F为无量纲撕裂剩余强度，A＝a_e/a^*，A为无量纲中心切缝尺寸；

步骤四二、将无量纲撕裂剩余强度与无量纲中心切缝尺寸绘制于对数坐标系中，得到织物膜材撕裂剩余强度演化曲线；织物膜材撕裂剩余强度演化曲线的数学表达式为：