基于数字图像相关法的建筑用膜力学性能研究

发布时间：2022-02-24 20:50

　　常见的建筑用膜主要有PVC膜材、ETFE膜材、PTFE膜材三类,属于柔性复合材料。建筑用膜有较强的非线性、大变形、对损伤敏感等特点,其力学特性的研究受到广泛重视。本文采用数字图像相关法（DIC）,研究了建筑用膜力学参数、应变集中、损伤、断裂等方面的若干问题,主要研究内容及研究结果如下:（1）开发了一种新的散斑图制斑技术,用MATLAB以及Photoshop设计了两种散斑图,通过图像相关匹配法以及平均灰度梯度法对散斑图的质量进行了评价,采用水转印技术将设计的散斑转印到试样表面,与目前常用的喷漆制斑技术相比,该方法方便快捷,能有效保证散斑质量。（2）对PTFE建筑用膜抗拉强度、撕裂强度等基本力学特性进行了研究。比较了不同拉伸方向对建筑用膜抗拉强度的影响,得到膜材拉伸破坏的三个阶段以及断裂破坏形式。（3）对膜材的折痕的强度折减进行了研究。比较了循环加载次数对建筑用膜折痕处抗拉强度的影响。（4）对建筑用膜进行了双舌撕裂、梯形撕裂、单轴中缝撕裂的比较实验,系统地分析建筑用膜的三种不同撕裂方法的破坏机理。（5）采用数字图像相关法分析研究了建筑用膜在单向拉伸与双向拉伸下的力学特性,得到了这两种加载方... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省211工程院校

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 建筑用膜的研究进展
        1.2.2 数字图像相关方法测量变形的应用
    1.3 研究内容与技术路线
2 数字图像相关技术
    2.1 DIC基本原理
        2.1.1 表征图像变形计算
        2.1.2 相关函数
    2.2 数字图像测量系统
    2.3 制斑技术
        2.3.1 MATLAB设计散斑图
        2.3.2 Photoshop设计散斑图
    2.4 散斑图质量的评价
        2.4.1 平均灰度梯度法
        2.4.2 图像相关匹配法
    2.5 DIC方法验证性实验
    2.6 本章小结
3 PTFE建筑膜基本力学性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验材料
    3.3 实验仪器
    3.4 实验方法及方案设计
        3.4.1 拉伸实验条件及方案设计
        3.4.2 撕裂实验条件及方案设计
    3.5 实验结果与分析
        3.5.1 不同方向单轴拉伸性能研究
        3.5.2 折痕处强度折减性能研究
        3.5.3 双舌撕裂法撕裂性能研究
        3.5.4 梯形撕裂法撕裂性能研究
        3.5.5 单轴中缝撕裂法撕裂性能研究
    3.6 本章小结
4 含孔膜材在单向与双向拉伸下力学特性
    4.1 引言
    4.2 实验材料
    4.3 实验仪器
    4.4 实验方法及方案设计
        4.4.1 单向拉伸下膜材实验方案设计
        4.4.2 双向拉伸下膜材实验方案设计
    4.5 无损膜材全场应变实验结果与分析
        4.5.1 不同部位伸长率的分析
        4.5.2 单向拉伸下无孔膜材应变分析
        4.5.3 双向拉伸下无孔膜材应变分析
    4.6 含孔膜材全场应变实验结果与分析
        4.6.1 不同孔边距离的应变分析
        4.6.2 单向拉伸下含孔膜材应变分析
        4.6.3 双向拉伸下含孔膜材应变分析
        4.6.4 含孔膜材应变集中系数的分析
    4.7 本章小结
5 含孔膜材在双轴双向拉伸下力学特性
    5.1 引言
    5.2 实验材料
    5.3 实验仪器
    5.4 实验方法及方案设计
        5.4.1 加载方式
        5.4.2 试验步骤
    5.5 膜材弹性模量与泊松比的试验研究
        5.5.1 单轴拉伸下膜材弹性模量和泊松比
        5.5.2 双轴拉伸下膜材弹性模量和泊松比
    5.6 双轴双向拉伸下含孔膜材全场应变试验研究
        5.6.1 局部应变场的演化
        5.6.2 全局变形场分析
        5.6.3 应变集中系数分析
    5.7 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]织物膜材弹性参数在应力空间上响应特征及非线性本构分析[J]. 陈建稳,陈务军,王明洋,周涵,赵兵,姚波,高成军.  湖南大学学报(自然科学版). 2017(05)
[2]基于傅里叶-梅林变换的图像匹配方法研究[J]. 戴宪策,谢奇.  红外技术. 2016(10)
[3]基于数字图像相关法的两类岩石断裂特征研究[J]. 纪维伟,潘鹏志,苗书婷,苏方声,杜梦萍.  岩土力学. 2016(08)
[4]聚四氟乙烯膜材黏弹性本构关系[J]. 张营营,许珊珊,徐俊豪,张其林.  建筑结构学报. 2016(06)
[5]数字图像相关方法分析PBX带孔板拉伸应变场[J]. 刘晨,蓝林钢,唐明峰,李明.  含能材料. 2016(04)
[6]三维数字图像相关法测量氧化锆陶瓷的弹性模量[J]. 耿红霞,付朝华,蒋小林,谢惠民,陈常青.  实验技术与管理. 2015(12)
[7]基于PHOTOSHOP的图形、图像设计刍议[J]. 陈利萍.  数字技术与应用. 2015(11)
[8]织物类蒙皮材料中心切缝撕裂破坏强度分析[J]. 陈建稳,陈务军,侯红青,胡宇.  复合材料学报. 2016(03)
[9]不同冲击速度下泡沫铝变形和应力的不均匀性[J]. 章超,徐松林,王鹏飞,张磊.  爆炸与冲击. 2015(04)
[10]多相机3D-DIC及其在高温变形测量中的应用[J]. 陈凡秀,陈旭,谢辛,徐楠,冯秀,杨连祥.  实验力学. 2015(02)

博士论文
[1]数字图像相关技术中散斑质量评价标准的研究[D]. 苏勇.中国科学技术大学 2016
[2]数字散斑相关方法的研究和应用[D]. 孟利波.清华大学 2005

硕士论文
[1]无规共聚聚丙烯材料的断裂损伤性能研究[D]. 吴健余.昆明理工大学 2017
[2]柔性织物复合材料的力学性能表征[D]. 岳鹏阳.哈尔滨工业大学 2014



本文编号：3643486