涂层织物类膜材的偏轴梯形撕裂行为

张旭波，吴明儿，包 晗

(同济大学 建筑工程系，上海 200092)

膜结构自重轻、形态丰富，可广泛应用于体育设施、会展中心等大型空间结构.然而因强风、大雪等因素引起的膜结构破坏现象时有发生，它们绝大部分是因膜材的局部撕裂扩展为整体破坏而引起的[1-3].

目前国内外膜结构技术规范均按照膜材的抗拉强度进行强度验算[4-7]，其撕裂强度仅作为膜材的一项性能参数.膜材的撕裂强度测试方法有舌形撕裂法、梯形撕裂法和中心撕裂法等[8].现阶段，膜材撕裂性能的研究方法主要为中心撕裂法[9-13]，该方法与膜结构实际撕裂破坏过程更为接近，但还未被各国规范广泛采纳；梯形撕裂法的破坏模式单纯、数据稳定，为目前国内外膜结构相关规范采用最多的方法[4,6-7].关于织物梯形撕裂的研究主要包含撕裂影响因素分析、撕裂强度预测及有限元仿真.Hager等[14]研究了机织物的梯形撕裂破坏，指出梯形撕裂强度取决于纱线断裂伸长率、纱线破断力和织物组织等因素；黄时建等[15]研究了聚氨酯涂层性能与织物梯形撕裂强度的关系，发现涂层工艺参数会改变织物的模量、拉伸强力及断裂伸长率，进而影响织物的撕裂强度.Steele等[16]推导了梯形撕裂下织物在切缝处第1根纱线断裂时的撕裂强度预测公式；储才元等[17]分析了有/无涂层织物的梯形撕裂性能，得到织物的最大撕裂强度预测公式.Wang等[18]推导了包含两向纱线及涂层贡献的梯形撕裂强度预测公式，并与试验结果进行了对比分析.Wang等[19]用有限元法模拟了有/无涂层织物的梯形撕裂过程，并分析了撕裂强度的影响因素.