膜结构知识

膜材的弹性模量传统测量方法介绍

浏览次数: 63 次 发布时间:2021年01月27日

膜材的弹性直接影响着膜结构建筑从设计到施工和使用的各项数值,同时也是决定膜材质量的重要参数之一,那么要怎么确定膜材的弹性模量呢?膜材的弹性模量主要是靠测量后计算得出的,这里就向大家介绍一下常用的,也是传统的测量方法,主要测量膜材样品为PVC和PTFE膜材。

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膜材弹性模量的传统测量试验一般采用双轴拉伸试验机,对十字形切缝试样进行比例加载,从而得到不同加载状况下膜材经向和纬向的荷载应变曲线后,计算得到膜材的经向、纬向的弹性模量,具体方法如下:
一、测量条件

1、十字形切缝试样应按照膜材的经向、纬向对称取样,且试样核心区域的臂宽以及悬臂的臂长均不小于160mm。沿悬臂方向间隔30mm到50mm做均匀切缝处理,试样过渡圆弧半径 5mm到15mm。同一检测批的膜材至少选用三块试样进行试验。
2、测量试验中可采用变形控制或力控制。采用变形控制应保持恒定速率拉伸,应取2到10 mm/min;采用力控制应保持恒定力增速拉伸,应取1到10kN/m/min。

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二、测量方法

将试样固定于双轴拉伸试验机上,按下列步骤测量荷载应变值:
1、保持试样经向、纬向的张拉荷载比例为1:1,沿标准张拉轴按照恒定速率或恒定力增速拉伸,加载至抗拉强度的1/4(当膜材经向、纬向的抗拉强度有所区别时,取其中较低值的1/4作为试验中的Z大荷载)。测量试件核心区域经向、纬向应变,初始标距20mm到80mm,张拉荷载取经向、纬向平均工程应力,记录此时荷载-应变曲线。
2、加载后立即卸载。卸载过程中保持和加载过程中相同的荷载比例及速率。当荷载到0后立即重复上一步骤。
3、重复以上步骤三次。
4、按下表荷载比例的顺序,进行弟一种荷载比例的加载试验,记录荷载应变曲线用于弹性模量计算。重复前三个试验步骤,再进行第二种荷载比例的加载试验,记录荷载应变曲线用于弹性模量计算。重复以上循环,直至完成五种荷载比例试验。试验中使用的荷载比例见下表,对每块试样的荷载施加顺序从左向右依次进行。标准拉伸轴与荷载较大的方向一致。当荷载比例为1:1时,与经向一致。

纱线方向 荷载比例
经向/纬向 1:1 2:1 1:2 1:0 0:1

除以上确定膜材弹性模量的测量方式外,还有一种较新的测试方式,即使用SE Systems激光散斑干涉无损检测系统进行测量,有兴趣的小伙伴可以在网上搜索一下,但是较为常用的还是上文中向大家介绍的传统测量方法,而且经实验证明两种方式测量得出的数据是一致的,基本没有差异。

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