膜结构技术规程 CECS158：2015

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附录C??确定G类、P类膜材弹性模量及泊松比的试验方法C．0．1??试验采用双轴拉伸试验机对十字形切缝试样进行比例加载，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、纬向的弹性模量和泊松比。C．0．2??G类、P类膜材的弹性模量及泊松比可按下列试验方法确定：????1??十字形切缝试样(图C．0．2)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～50mm做均匀切缝处理，试样过渡圆弧半径5mm～15mm。同一检测批的膜材至少选用三块试样进行试验。图C．0．2??十字形切缝试样????2??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(2～10)mm／min；采用力控制应保持恒定力增速拉伸，应取(1～10)kN／m／min。????3??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作为试验中的最大荷载)。测量试件核心区域经向、纬向应变，初始标距20mm～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后立即重复步骤1)。????????3)重复以上步骤三次。????????4)按表C．0．2荷载比例的顺序，进行第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和泊松比计算。重复1)～3)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和泊松比计算。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表C．0．2，对每块试样的荷载施加顺序是1：1、2：1、1：2、1：0、0：1。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。表C．0．2??荷载比例????4??采用应变项残差平方和最小的最小二乘法计算试样弹性模量和泊松比。????取三次试验计算的平均值作为最终的试验结果。用于计算的荷载-应变曲线范围为：从2kN／m的荷载点到1／4抗拉强度的荷载点。弹性模量的单位取N／mm2，修约至10N／mm2，泊松比修约至0．01。????????1)假定膜材为正交各向异性弹性材料，本构关系按式C．0．2-1确定。????式中：NX——十字形膜材试样经向荷载(kN／m)；??????????NY——十字形膜材试样纬向荷载(kN／m)；??????????εX——十字形膜材试样经向应变；??????????εY——十字形膜材试样纬向应变；??????????EX——涂层织物膜材经向弹性模量(N／mm2)；??????????EY——涂层织物膜材纬向弹性模量(N／mm2)；??????????vX——涂层织物膜材经向泊松比；??????????vY——涂层织物膜材纬向泊松比；??????????t——膜材厚度(mm)。????????2)按式C．0．2-2计算五条不同经向、纬向荷载比例下得到的荷载-应变曲线的应变残差平方和。????????3)E11、E12、E22相互独立，根据方程组C．0．2-4计算E11、E12、E22。????????4)根据表达式C．0．2-5可计算EX、EY、vX、vY。