双膜气柜所用膜材各性能的相关试验

　　一、循环抗拉试验：

　　据悉，有试验研究结果表明，对于双膜气柜所用PVC涂层织物膜材，循环应力幅的大小是影响膜材循环抗拉性能的主要因素。PVC膜结构的常用预应力为3kN/m，有厂家将其作为循环应力幅下限，同时试验所用膜材的设计强度取其单轴抗拉强度的1/5，约为21kN/m。设计强度和常用预应力平均值为12kN/m，将其作为循环抗拉的应力幅上限。故规定循环抗拉的加载应力幅为3～12kN/m。试样的裁剪方式和尺寸与单轴抗拉试验相同，试验步骤如下∶先以20N/s的速度定速张拉试样，直到应力幅上限12kN/m;然后以20N/s的速度定速卸载，直到应力幅下限3kN/m;重复上述步骤，循环抗拉100次，记录荷载—变形曲线。

　　二、循环拉伸试验结果分析：

　　按照试验分别对未老化、老化86h和老化172h后的膜材进行经向和纬向的循环拉伸试验得到拉伸曲线，得到经向和纬向残余应变与循环次数的变化规律，从中得出：

　　老化作用会使PVC膜材在循环拉伸后的残余应变减低，且老化时间越长，残余应变减低越多。同时，可以发现老化后残余应变值越快趋于常数，膜材表现出越强的线性和弹性特征，塑性变形能力减低。比较了经向和纬向曲线可以发现纬向残余应变值受老化作用影响较经向大，纬向纤维对老化作用越敏锐。

　　三、应力松弛的试验：

　　有双膜气柜厂家基于课题组之前的研究成果，膜材的应力松弛与初始松弛应力水平、温度条件密切相关，取试验的松弛应力为设计强度和常用预应力平均值，即12kN/m。本次PVC膜材应力松弛试验考虑常温下松弛应力对材料性能的影响，应力松弛时间取60h。试样的裁剪方式和尺寸与单轴抗拉试验相同，试验过程如下∶先以10mm/min的速度将膜材应力张拉至12kN/m，记录此时试样达到的位移值;然后保持夹具之间的距离进行60h应力松弛试验，记录PVC膜材残余应力随着时间变化的关系。

　　四、应力松弛试验结果分析：

　　为了越直观地体现膜材的应力松弛性能，定义了应力保持率和松弛模量。

　　该试验结果表明，老化作用会导致相同条件下PVC膜材松弛残余应力和应力保持率上提，当老化172h后，经向和纬向应力保持率分别增进了8.46%和12.81%。同时松弛模量随着老化时间的增加而变大，老化86h后经向和纬向松弛模量分别增进了6.22%和10.27%，老化172h后经向和纬向松弛模量分别增进了17.91%和25.89%。

　　有双膜气柜厂家由应力松弛试验结果可知老化作用会使PVC膜材产生松弛硬化，应力松弛现象减弱，粘弹性减低，且老化时间越长，膜材松弛后应力保持率越高，松弛模量越大，松弛硬化效应越显明。比较经向和纬向结果同样可以发现纬向纤维对老化作用越为敏锐。