飛艇用層壓織物類膜材中心撕裂破壞機理模型

陳建穩(wěn), 陳務軍，周　涵，高成軍，何世贊

(1. 南京理工大學 理學院，江蘇 南京 210094； 2. 上海交通大學 空間結構研究中心，上海 200030)

?

飛艇用層壓織物類膜材中心撕裂破壞機理模型

陳建穩(wěn)1, 陳務軍2，周涵1，高成軍2，何世贊2

(1. 南京理工大學 理學院，江蘇 南京 210094； 2. 上海交通大學 空間結構研究中心，上海 200030)

摘要：中心撕裂破壞是飛艇用層壓織物類膜材失效破壞的基本形式之一. 基于層壓織物類膜材的平紋織物結構特征，建立了具有平面紗線結構的中心切縫撕裂機理模型，該模型應用了“等效紗線”及“應力集中漸變區(qū)”兩個概念，分別實現(xiàn)模型參數(shù)的簡化和應力集中區(qū)域應力場分布的細化. 運用所提機理模型實現(xiàn)了對不同切縫長度時(10～40 mm)經(jīng)緯向?qū)訅嚎椢镱惸げ乃毫哑茐男袨樘卣鞯念A測，分析了蒙皮材料撕裂擴展機理，并結合試驗結果證實了模型預測的精確性和可行性. 由模型分析獲得了蒙皮材料在漸變區(qū)推移過程中的撕裂承載力及變形特征，發(fā)現(xiàn)紗線的失效應變、彈性模量以及編織密度等是影響蒙皮材料撕裂抗力的主要因素. 所得結論及研究方法可為層壓織物類膜材的強度設計、裂紋止裂分析及結構的安全性評估提供理論參考.

關鍵詞：層壓織物； 中心切縫撕裂； 撕裂機理； 應力集中漸變區(qū)； 等效紗線

層壓織物類膜材是充氣膜結構的主要材料類型，具有高強、輕質(zhì)、性能穩(wěn)定、氣密性優(yōu)等特點，現(xiàn)主要用于平流層飛艇的蒙皮結構.

平流層飛艇憑借靜升……