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ETFE气枕平面充气成形过程的非线性结构性能分析
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作者 阴悦 胡建辉 +2 位作者 陈务军 赵兵 杨德庆 《建筑结构学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期12-18,共7页
对基于平面裁切的乙烯-四氟乙烯(ethylene-tetrafluoroethylene,ETFE)气枕进行充气成形试验,利用激光位移计测量气枕矢高,基于三维摄影测量得到的形状,分析了气枕膜面应力分布。采用Peirce模型模拟ETFE膜材的材料力学非线性并进行相... 对基于平面裁切的乙烯-四氟乙烯(ethylene-tetrafluoroethylene,ETFE)气枕进行充气成形试验,利用激光位移计测量气枕矢高,基于三维摄影测量得到的形状,分析了气枕膜面应力分布。采用Peirce模型模拟ETFE膜材的材料力学非线性并进行相同充气过程的数值模拟,对比分析数值模拟与实测的气枕矢高和应力分布。结果表明:Peirce模型仅在反映ETFE两个屈服点之间的应力-应变关系上有所偏差;气枕充气完成后矢高约为172 mm,气枕膜面应力最大值集中于气枕中心与各边中点的连线区域;不同内压下的气枕矢高,膜面应力、应变的数值模拟结果与实测结果相对误差均在10%以内。此外,Peirce模型数值模拟结果表明,内压为2 k Pa时气枕膜面出现塑性应变;膜面总应变与塑性应变最大值集中于气枕中心与各边中点连线区域。 展开更多
关键词 EFFE气枕 平面裁切 充气成形试验 材料力学非线性 Peirce模型 膜面应力 膜面应变
ETFE气枕结构成形设计方法与试验 预览
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作者 赵兵 陈务军 +1 位作者 胡建辉 董石麟 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期58-63,共6页
为研究ETFE气枕结构的成形方式,引入基于找形分析的零应力态三维裁切和基于材料非线性的平面裁切两种设计方法,对比了两种方法的设计过程,并分别分析了两种方法的设计分析过程和力学模型.通过两个ETFE气枕模型充气成形试验和数值模拟,... 为研究ETFE气枕结构的成形方式,引入基于找形分析的零应力态三维裁切和基于材料非线性的平面裁切两种设计方法,对比了两种方法的设计过程,并分别分析了两种方法的设计分析过程和力学模型.通过两个ETFE气枕模型充气成形试验和数值模拟,得到了结构的膜面外形和应力分布及其变化规律.结果表明:对于三维裁切成形模型,气枕膜面外形的试验结果与数值模拟最大误差为4 mm,应力的最大值相差0.4 MPa;对于平面裁切成形模型,初次成形时的气枕膜面外形与应力分布的试验与数值相一致,随ETFE材料的徐变,膜面升高、应力减小,矢跨比由1/19增大为1/12.试验与分析验证了本文提出的成形设计方法. 展开更多
关键词 ETFE气枕 成形设计方法 三维裁切 平面裁切 成形试验 数值模拟 膜面外形 应力分布
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基于平面裁切的三角形乙烯-四氟乙烯气枕成形试验及数值模拟
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作者 赵兵 陈务军 +3 位作者 胡建辉 邱振宇 宋浩 蔡晶 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期377-383,共7页
基于平面裁切的设计方法,制作了边长为2.5m的正三角形乙烯-四氟乙烯(ETFE)气枕模型,结合自动压力控制、三维摄影测量、激光测量等技术对ETFE气枕进行充气成形试验和测量分析.ETFE气枕经历了0~2kPa的充气加压,压力为2kPa、时间为... 基于平面裁切的设计方法,制作了边长为2.5m的正三角形乙烯-四氟乙烯(ETFE)气枕模型,结合自动压力控制、三维摄影测量、激光测量等技术对ETFE气枕进行充气成形试验和测量分析.ETFE气枕经历了0~2kPa的充气加压,压力为2kPa、时间为24h的黏弹性徐变,放气至0kPa、时间为24h的徐变恢复等一体化流程.得到了各状态下的气枕内压值、上膜面整体形态和下膜面矢高值,并基于膜面形态计算出应力分布.通过与充气加压过程的几何非线性有限元分析结果进行比较分析,揭示了ETFE薄膜经历弹性变形、黏弹性徐变、徐变恢复等过程时的深刻力学性能与行为.试验结果验证了基于平面裁切的成形设计方法的可行性,对ETFE气枕结构的推广和应用具有较高价值. 展开更多
关键词 乙烯-四氟乙烯气枕 成形设计方法 平面裁切 充气成形 黏弹性徐变 徐变恢复 摄影 测量
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