温度对pvc膜材力学性能的影响.pdf

第十届全围现代结构工程学术研讨会 温度对PVC膜材力学性能的影响 周传志张其林张营营 (同济大学建筑工程系，上海200092) ℃，60"C，70"C)T的拉伸试验，得到相关的力学性能的变化规律。试验表明，不同温度下膜材变形曲线趋势一致， PVC膜材的抗拉强度随温度的升高而减小，断裂延伸率随温度的升高而增大。利用断裂的分子理论分析了PVC膜 材的抗拉强度及断裂延伸率与温度关系，并给出了相关力学性能与温度关系的拟合公式。 关键词：PVC膜材；温度：抗拉强度；断裂延伸率；拟合公式 一、引言 建筑膜材作为一种新型的结构材料，越来越受到建筑师和结构工程师关注。以往，由于PVC膜材耐久性 较差，往往只用作临时结构，随着科技的发展，新的面层材料应用于PVC膜材，如一些PVC膜材在其涂层材 逐渐应用于永久性建筑。 有关PVC膜材力学性能的研究，已有多篇论文发表，易洪雷等11】对PVC膜材的破坏准则及各向异性作了 相关研究：倪佳女12】对PVC膜材的强度、泊松比及抗力分项系数进行了实验研究；卫东等13J对膜材的单轴弹 性模量及徐变特性进行测定；但温度对膜材的影响的研究较少。PVC膜材作为一种由高分子聚合物组成的 复合材料。也具有高分子材料的特性，其各项力学性能(如弹性模量、抗拉强度、断裂延伸率等)受温度影 响较大，因此有必要对PVC膜材在不同温度下的力学性能进行研究。 膜材进行拉伸试验，考察了各项力学性能随温度的变化情况，为该类建筑膜材力学性能的研究及其在工程 中应用提供基础数据。 二、试验方案 试验采用的PvC膜材为法拉利1002T，试样剪裁方法按相关规程㈨进行。试样如图1所示，每块试样的 差异较大12I，故本试验在样品上分别沿经向及纬向裁取试样。试验采用深圳新三思公司制造的微机控制电子 国家科技支撑计划项目世博科技专项(2009BAK43806) 工业建筑2010增刊 第十届全国现代结构工程学术研讨会 单位：mm 夕777刁—————]7／厂,i7／7，7／7西T_ j4美持端‘夹持线 夹持线：夹持端j翕 ／，／ ， f，／． ，一．o 缎缁 …一——～ [形乏么乏巧!‘ 鼬上 一 …扭一 一一-20Q±l 300±I ————————————．-j 图1 试件尺寸 温度试验结果及分析 每种温度沿经向及纬向分别取5条试样进行拉伸，拉伸结果如图2所示。 试验结果表明，PVC膜材在不同温度下的变形趋势一致；在应变小于0．025时，经纬向的变形差异较小， 当应变大于0．025时，同样的应力条件下，经向应变大于纬向应变，这是由于经纬向的编织方式不同：PVC 膜材的各项力学性能受温度影响较明显，总体表现为：随着温度的升高，试样弹性模量及抗拉强度随温度 的升高而降低，断裂延伸率随温度的升高而增大。这与高聚物在温度变化下的性质是一致的，因为材料发 生破坏时，微观上要发生相应的某种分子运动或向活化态的转变。降低温度，在固定的时间间隔内，将使 实现这种分子运动或转变的机会减少，因而使弹性模量和断裂强度升高。而提高温度则使材料的韧性增加， 所以断裂伸长率随之增大pJ。 芒 垂 兰 l 差 历