薄膜材料双轴力学性能机理研究

发布时间：2020-07-24 22:03

【摘要】：随着现代精细化工科技的进步,膜材得到了快速发展,它被广泛应用于建筑工程、航空航天、电子工业、机械工程等领域中。其中张拉膜结构有着优良的特性,其结构较柔、质量轻、造型美观,这些特点很适应大跨度空间结构的要求,使得张拉膜结构在体育场、展览馆、车站等建筑物中很受青睐。膜材是一种柔性材料,它的刚度小,只有提供一定的预张力才能抵抗外荷载。为了保证膜结构建筑物工程质量,避免工程事故的发生,对张拉膜结构的受荷变形、振动特性等力学性能的研究很有必要。目前已有不少学者对膜材料的力学特性进行了理论分析和数值模拟,但是试验研究其受均布荷载下的变形特性和受冲击荷载的振动特性还有待进一步深入,通过试验研究膜材料力学特性是一个重要课题。因此为了更好的发展建筑膜结构,减少工程事故,研究膜材料的变形尤为重要,掌握膜材料在外荷载作用下的力学性能具有现实意义。本文通过试验研究分析了平面张拉膜结构在均布荷载作用下变形响应和冲击荷载作用下振动特性问题,主要研究内容及成果如下:(1)薄膜在静力均布荷载作用下的单轴试验,研究分析7种不同拉伸角度的单轴膜材在受均布荷载作用下受荷变形规律。得出了膜面最大竖向位移与拉伸角度α的公式,以及验证了膜材力学参数与拉伸角度α的解析公式。(2)本文薄膜的双轴试验是研究双轴受预张力的薄膜在均布荷载作用下的受荷变形问题,分析膜面竖向位移与预张力、均布荷载的关系。得出了膜面最大竖向位移与均布荷载、预张力的公式。(3)现阶段,有学者研究分析了薄膜受冲击荷载作用下的挠度响应表达式,但是并未研究阻尼与薄膜预张力的关系以及预张力与频率的关系。本文的冲击荷载试验研究薄膜在冲击荷载作用下,不同大小的预张力对薄膜振幅、振动时间、振动频率和阻尼比的影响。得出了薄膜的预张力超过6kN/m时,最大振幅和振动时间都趋于稳定,同时振幅呈指数函数衰减。给出了频率与预张力呈线性的公式、阻尼比与预张力呈线性的公式。
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TB383.2

【参考文献】

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本文编号：2769450