對(duì)250μm厚乙烯-四氟乙烯（Ethylene-Tetra-Fluoro-Ethylene,ETFE）薄膜進(jìn)行了單軸循環(huán)拉伸試驗(yàn),通過(guò)試驗(yàn)得出ETFE薄膜的應(yīng)力應(yīng)變曲線,基于宏觀現(xiàn)象和各向同性材料小應(yīng)變假設(shè),推導(dǎo)了適用于ETFE薄膜單軸循環(huán)拉伸第1次加載和卸載的本構(gòu)方程,編寫了采用兩步法確定本構(gòu)方程中參數(shù)的程序,利用程序模擬了ETFE薄膜在循環(huán)拉伸狀態(tài)下第1次加載和卸載的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系.通過(guò)與試驗(yàn)得到的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系對(duì)比分析,驗(yàn)證了該本構(gòu)方程和程序的正確性.提出的ETFE薄膜的本構(gòu)方程可以較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)ETFE材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系,為ETFE薄膜結(jié)構(gòu)的分析和計(jì)算提供參考. 

【文章來(lái)源】：上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2016,50(11)北大核心

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【部分圖文】：

圖１啞鈴型試件尺寸［４］（ｍｍ）Ｆｉｇ．１Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｏｆｄｕｍｂ－ｂｅｌｌｓｐｅｃｉｍｅｎ（ｍｍ）

鈴型試件，如圖１所示．圖１啞鈴型試件尺寸［４］（ｍｍ）Ｆｉｇ．１Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｏｆｄｕｍｂ－ｂｅｌｌｓｐｅｃｉｍｅｎ（ｍｍ）１．２試驗(yàn)條件（１）塑料薄膜拉伸試驗(yàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)拉伸速度的要求［１１］．（２）美國(guó)材料測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)對(duì)循環(huán)試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間（２０ｍｉｎ）的要求［１２］．綜合選取加載卸載速度均為５ｍｍ／ｍｉｎ，試驗(yàn)時(shí)室內(nèi)溫度（２４±１）℃．１．３單軸循環(huán)拉伸試驗(yàn)試驗(yàn)儀器為ＭＵＬＴＩＴＥＳＴ１－ｉ壓力及張力測(cè)試系統(tǒng)，如圖２所示．試驗(yàn)時(shí)采用薄膜專用夾具夾持試件，配置高精度的拉力傳感器（ＳＳＭ－ＡＪ－５００Ｎ，精度０．１Ｎ）．試驗(yàn)采用三角波加載，控制最大加載應(yīng)力為１５ＭＰａ，保證數(shù)據(jù)采集儀器滿足ＥＴＦＥ薄膜屈服后產(chǎn)生的變形；最小加載應(yīng)力１ＭＰａ，為ＥＴＦＥ薄膜結(jié)構(gòu)形成需要的最小預(yù)應(yīng)力；得出第１次加載、卸載下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，如圖３所示．圖２試驗(yàn)儀器及加載試件Ｆｉｇ．２Ｔｅｓｔｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓａｎｄｉｔｓｌｏａｄｉｎｇｓｐｅｃｉｍｅｎ圖３ＥＴＦＥ薄膜在第１次加載和卸載下單軸循環(huán)拉伸應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線Ｆｉｇ．３Ｕｎｉａｘｉａｌｃｙｃｌｉｃｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｓｓ－ｓｔｒａｉｎｃｕｒｖｅｓｏｆＥＴＦＥｆｏｉｌｓａｔｆｉｒｓｔｌｏａｄｉｎｇａｎｄｕｎｌｏａｄｉｎｇ由圖３可見(jiàn)，在加載初始即為非線性，在加載過(guò)程中材料表現(xiàn)出明顯的黏彈性和黏塑性．２本構(gòu)模型按照高分子材料學(xué)理論，半晶體高分子材料可１６６６上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)第５０卷

力測(cè)試系統(tǒng)，如圖２所示．試驗(yàn)時(shí)采用薄膜專用夾具夾持試件，配置高精度的拉力傳感器（ＳＳＭ－ＡＪ－５００Ｎ，精度０．１Ｎ）．試驗(yàn)采用三角波加載，控制最大加載應(yīng)力為１５ＭＰａ，保證數(shù)據(jù)采集儀器滿足ＥＴＦＥ薄膜屈服后產(chǎn)生的變形；最小加載應(yīng)力１ＭＰａ，為ＥＴＦＥ薄膜結(jié)構(gòu)形成需要的最小預(yù)應(yīng)力；得出第１次加載、卸載下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，如圖３所示．圖２試驗(yàn)儀器及加載試件Ｆｉｇ．２Ｔｅｓｔｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓａｎｄｉｔｓｌｏａｄｉｎｇｓｐｅｃｉｍｅｎ圖３ＥＴＦＥ薄膜在第１次加載和卸載下單軸循環(huán)拉伸應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線Ｆｉｇ．３Ｕｎｉａｘｉａｌｃｙｃｌｉｃｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｓｓ－ｓｔｒａｉｎｃｕｒｖｅｓｏｆＥＴＦＥｆｏｉｌｓａｔｆｉｒｓｔｌｏａｄｉｎｇａｎｄｕｎｌｏａｄｉｎｇ由圖３可見(jiàn)，在加載初始即為非線性，在加載過(guò)程中材料表現(xiàn)出明顯的黏彈性和黏塑性．２本構(gòu)模型按照高分子材料學(xué)理論，半晶體高分子材料可１６６６上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)第５０卷

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]ETFE薄膜循環(huán)拉伸試驗(yàn)及徐變?cè)囼?yàn)[J]. 吳明兒,慕仝,劉建明.  建筑材料學(xué)報(bào). 2008(06)
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[5]建筑膜材力學(xué)性能與焊接縫合性能試驗(yàn)研究[J]. 陳務(wù)軍,唐雅芳,趙大鵬,任小強(qiáng),付功義,董石麟.  空間結(jié)構(gòu). 2007(01)



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