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膜结构汽车棚用膜材料应力松弛性的研究
编辑:山东双天金属制品有限公司   时间:2021-01-05

  据悉,膜结构汽车棚中的膜材作为粘弹性类的材料,应力松弛和蠕变现象是长期性能的两种典型表现。应力松弛是指材料在拉伸变形既定的条件下,其内部应力会随着时间的增加而逐渐衰减的现象。应力松弛是内部分子运动的结果,并决定于材料内部分子的运动状态,与周围温度和湿度有关。如果温度升高,远远高过玻璃化转变温度,材料大分子运动受到的内摩擦阻力减小,应力就会加速衰减;如果温度降低,内摩擦阻力增加,大分子运动受到妨碍,链段运动的能力很弱,内部应力衰减就缓慢。研究膜材的应力松弛和蠕变现象,对于膜结构裁剪分析、张拉过程的分析及研究整个寿命周期里膜结构的刚度退化、二次张拉等都相当重要。

  有研究以PVC膜材Ferari1002为研究目标,考虑了温度以及初始应力水平对于其应力松她性能的影响,得到相关的力学特性的变化规律:

  试验表明,膜结构汽车棚所用膜材料呈显明的粘弹性特征,应在膜结构的准确计算中财哈考虑膜材粘弹性;膜材的粘弹性在初始的时间内表现显明,随着时间的增进其变化趋势逐渐变缓;在低应力阶段,膜材纬向的粘弹性越为显明,主要是由于膜材在编织过程中经向纱线通常施加预张力,而纬向纱线的卷曲度较大;但随着应力的增加,两个方向的粘弹性逐渐趋于相符,此时材料本身的粘弹性起主导作用;不同温度下膜材变形曲线趋势相符,PVC膜材的应力松弛速度随温度的升高而增加,应力稳定值随着温度的升高而下降。

  考虑到膜材在膜结构汽车棚的实际结构中双向张拉的受力状态,越为准确的膜材粘弹性分析应该进行双向受拉试验;由于长期试验存在较多的不明确性,成本较高,因此有需要建立人工老化与温度、长期性能之间的关系。

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