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膜材強(qiáng)度等級(jí)選用 與膜材厚度“無關(guān)”

日期:2020-06-17

不同于鋼材,織物類膜材是非均質(zhì)的各向異性的材料,力學(xué)性能取決于其織物基材。不同的纖維種類、不同的紗線規(guī)格、不同的編織方法,決定了膜材的力學(xué)性能不同。

膜材料之:紡紗織布

某個(gè)品牌的某個(gè)型號(hào)的膜材,在其生產(chǎn)過程中,厚度t不再是一個(gè)自變量。同時(shí),由于膜材厚度本來就很小,測(cè)量的誤差會(huì)比較大。所以在表征膜材力學(xué)特性參數(shù)時(shí),一般不再用單位面積,而是用單位寬度來表示,這樣更加直觀,而且更加準(zhǔn)確。
如:初始預(yù)張力的單位是kN/m或N/mm。
注意,這里用的詞是張力而不是應(yīng)力,應(yīng)力的單位是kN/m2或N/mm2。

《膜結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS158 依據(jù)膜材的極限抗拉強(qiáng)度值,將膜材分了幾個(gè)等級(jí),便于應(yīng)用。膜材強(qiáng)度的單位為N/5cm(這與膜材強(qiáng)度的測(cè)試方法有關(guān))。確定膜材強(qiáng)度等級(jí)時(shí),依據(jù)的是極限抗拉強(qiáng)度值,而膜材厚度和重量?jī)H是一個(gè)參考。
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在膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),一般是根據(jù)計(jì)算所得的膜面最大張力,乘以安全系數(shù)(《膜結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》按照我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn),將安全系數(shù)換算為分項(xiàng)系數(shù)),然后比照膜材的極限抗拉強(qiáng)度,直接選取膜材等級(jí)。

此時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)這種情況,不同廠商的某兩個(gè)型號(hào)的膜材,極限抗拉強(qiáng)度一樣,但膜材厚度和重量不一樣。而選取膜材等級(jí)時(shí)我們只看極限抗拉強(qiáng)度,不看厚度,也可以說與膜材厚度“無關(guān)”。


同樣,索也是非均質(zhì)材料。
鋼絲繩、鋼絞線、鋼絲束,怎么區(qū)分?

由于構(gòu)成索的鋼絲材質(zhì)不同、強(qiáng)度不同、絲徑不同、扭轉(zhuǎn)角不同、孔隙率不同,因此,在索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),一般不會(huì)用索的截面積乘以鋼絲抗拉強(qiáng)度得到索的抗力去確定索的直徑。而是根據(jù)計(jì)算所得的索最大拉力,乘以安全系數(shù),然后比照成品索的最小破斷力,直接選取索規(guī)格。

同樣會(huì)出現(xiàn)這種情況,不同廠商的成品索最小破斷力一樣,但索的直徑不一樣。而選取索規(guī)格時(shí)我們只看最小破斷力,不看直徑,可以說與索直徑“無關(guān)”。
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當(dāng)然,同一廠商還是膜材越厚強(qiáng)度越高、索直徑越大強(qiáng)度越高。這里所說的與膜材厚度“無關(guān)”,與索直徑“無關(guān)”,是因?yàn)樵谶x取膜材等級(jí)時(shí)用的是膜面張力而不是膜面應(yīng)力,選取索規(guī)格時(shí)用的是索拉力而不是索應(yīng)力。

甚至可以說,在相同極限抗拉強(qiáng)度下,膜材越薄說明生產(chǎn)工藝水平越高;相同最小破斷力下,索直徑越小說明制作工藝水平越高。



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