反复加载下PVC建筑膜材的应力松弛行为-《现代纺织技术》(2019年2期).docx

龙源版权所有 反复加载下PVC建筑膜材的应力松弛行为作者：陈妍 汪泽幸 李洪登 何斌来源：《现代纺织技术》2019年第02期 摘要：为进一步研究膜材的松弛性能，对PVC膜材的反复应力松弛性能进行了测试，并讨论了初始松弛应力、松弛次数、单次松弛时间对残余应力、反复应力松弛率和反复应力松弛速率的影响。分析结果表明：残余应力随松弛次数和初始松弛应力的增加而增加，随单次松弛时间的增加而降低;反复应力松弛率随初始松弛应力和单次松弛时间的增加而增加，随松弛次数增加而降低;反复应力松弛速率随单次松弛时间和松弛次数的增加而增加，随初始松弛应力的增加而减少。 关键词：膜结构材料;反复应力松弛;残余应力;反复应力松弛率;反复应力松弛速率 中图分类号：TS101.923;TB332 文献标志码：A 文章编号：1009-265X（2019）02-0025-05 Abstract：To further investigate the stress relaxation property of membrane materials， the repeated stress relaxation property of PVC membrane was tested in this study， and the effects of initial relaxation stress， relaxation number and single relaxation time on the residual stress， repeated stress relaxation ratio and repeated stress relaxation rate were also discussed. The analytical results showed that residual stress increased with relaxation number and initial relaxation stress， and decreased with relaxation time. The repeated stress relaxation ratio increased with initial relaxation stress and single relaxation time， and decreased with relaxation number. The repeated stress relaxation rate increased with single relaxation time and relaxation number， and reduced with initial relaxation stress. Key words：membrane structure material; repeated stress relaxation; residual stress; repeated stress relaxation ratio; repeated stress relaxation rate 膜结构作为一种利用张力保持其独特外形的新型建筑结构，在其长期工作过程中，其膜材内部应力会随着时间的增加而呈现逐渐衰减的变化趋势[1-2]，即产生应力松弛现象。 相对于蠕变，应力松弛过程中，外加伸长或应变保持不变，因而不存在外界力源能量的消耗，只是由于材料内部结构的弱化而引起内部应力的降低，在此弱化过程中，伴随着以初始累积的变形能为代价的内摩擦对能量的消耗，应力松弛行为不会导致材料宏观破坏，但会导致外形产生变化，从而降低或丧失使用性能，因此对膜材的应力松弛行为进行研究具有重要的现实意义。 近年来，众多学者对各类膜材的应力松弛行为及模型进行了大量的研究，陈昭荣等[3]对比分析了人工加速老化前后聚氯乙烯（PVC）膜材的应力松弛性能;孟雷等[4-6]在对PVC与聚四氟乙烯（PTFE）膜材的应力松弛性能进行测试的基础上，采用粘弹性理论模型对其进行了拟合分析，并研究了应力松弛对成形曲面的影响;郭郁等[7]、朱勇奕等[8]对机织和双轴向经编涤纶织物增强PVC柔性复合材料的应力松弛性能进行了测试与分析，并基于标准线性固体模型、四元件模型及欧林模型对应力松弛性能进行了模拟分析;许珊珊等[9]、Zhang等[10]研究认为分数指数阶模型能较好地描述不同温度下膜材的应力松弛行为。此外，Xu等[11]、Meng等[12]、Zhang等[13]、Schiessel等[14]也对膜材应力松弛性能及粘弹性模型进行了研究。 在使用过程中，为避免因膜面张力不足而导致膜面下垂，特别是在风载荷作用下膜面发生颤抖现象[15]，