双轴拉伸下ETFE薄膜材料力学性能研究#赏莹莹，吴明儿，李殷堂**510152025303540（同济大学建筑工程系,上海200092）摘要：目前，国内外对ETFE薄膜材料力学性能的研究多限于单轴拉伸，双向受力下材性研究较少。实际工程中膜面处于平面受力状态，应通过膜材双轴拉伸试验获得与实际受力状态相近的材料性能。对两种厚度ETFE薄膜进行了5种不同比例的双轴拉伸试验，得到了应力-应变曲线。计算了ETFE薄膜的折算应力，检验了Mises屈服准则的适用性。得到了双轴拉伸情况下的弹性模量及泊松比，并与单轴拉伸的数据进行了对比分析。结果表明，ETFE薄膜双向受力时符合Mises屈服准则，双轴弹性模量及泊松比与单轴数据接近。关键词：结构工程；ETFE薄膜；双轴拉伸试验；屈服准则；弹性模量：TQ325.4；TU502＋.6BiaxialtensilemechanicalpropertiesofETFEfoilsSHANGYingying,WUMinger,LIYintang(DepartmentofBuildingEngineering,Tong激University,Shanghai200092)Abstract:Atpresent,thestudyofETFEfoils’mechanicalpropertiesismostlylimitedtouniaxialtensiletests,whiletheresearchesonbiaxialtensilepropertiesaremuchfewer.Inactualprojects,themembranesurfaceisinplanestressstate,themechanicalpropertiesofETFEfoilsshouldbeobtainedthroughbiaxialtensiletests.Biaxialtensiletestsusingfivekindsofdifferentstressratioarecarriedoutinthispaper,twokindsofETFEfoilswithdifferentthicknessareusedinthetests,andthestress-straincurvesareobtained.TheequivalentstressofETFEfoilsatyieldingpointiscalculated,andthepossibilityofusingMisesyieldcriterionisinvestigated.TheelasticmodulusandPoissonratiothroughbiaxialtensiletestsareobtained,whicharecomparedwiththeresultsofuniaxialtensiletests.ItisfoundthattheyieldconditionofETFEfoilscanbedescribedbytheMisesyieldcriterion.TheelasticmodulusandPoissonratiofrombiaxialtensiltestsareclosetothedatafromuniaxialtensiletests.Keywords:structuralengineering；ETFEfoil;biaxialtensiletest;yieldcriterion;elasticmodulus0引言ETFE薄膜结构在国内外应用得越来越广泛[1-2]。ETFE薄膜的主要力学性能包括屈服强度、弹性模量、抗拉强度和断裂延伸率等，一般参照塑料薄膜的拉伸试验方法通过材性试验获得[3]。目前对ETFE薄膜材料力学性能的研究主要采用单轴拉伸试验的方法，包括屈服强度、弹性模量等基本参数的获取[4]，拉伸速度及温度对材料性能的影响[5-6]，不同应力水平下的循环拉伸性能以及不同温度和应力水平下的徐变性能试验[7-8]。相对于单轴拉伸试验，ETFE薄膜的双轴拉伸试验研究很少。文献[9]按循环加载的方法对ETFE薄膜进行了双轴拉伸试验，检验了Mises屈服应力，比较了单双轴弹性模量。然而循环加载中两个方向的加载是独立的，材料并不是在两个方向同时加载的情况下达到屈服。本文研究ETFE薄膜双轴拉伸的力学性能。进行双轴拉伸试验时采用比例加载的办法，即试件两个方向按设定的应力比例同时进行加载使其达到屈服。选取200μm和250μm两种厚度的ETFE薄膜进行5种不同应力比状态的双轴拉伸试验（MD与TD方向的应力比为1:0，---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金(博导类)资助课题（20110072110036）作者简介：赏莹莹(1989-)，女，硕士研究生，索膜结构通信联系人：吴明儿（1965-），男，教授，空间结构、索膜结构.E-mail:wuminger@tong激.edu-1----本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---0:1,1:1,1:2,2:1;下文中所提到的应力比均为MD:TD），由试验得到双轴应力时的屈服点，利用单轴拉伸时的屈服点验证Mises屈服准则的适用性。最后计算双轴拉伸试验时的弹性模4550量和泊松比，并与单轴拉伸试验结果进行比较。1双轴拉伸试验方法本文参照膜结构检测技术规程[10],对ETFE薄膜进行双轴拉伸试验。由于规程对ETFE薄膜双轴拉伸试验并无规定，同时考虑试验设备的情况，对双轴拉伸试样进行了调整。...