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标题: 设计中为何不能采用膜材料的非线性本构关系 [打印本页]

作者: asin 时间: 2004-8-1 11:13 标题: 设计中为何不能采用膜材料的非线性本构关系

建筑用膜材料在双向受拉（单向受拉可看成双向受拉的特例）时，其应力和应变关系呈明显非线性性质，且随两轴间应力比的变化而变化。到目前已提出了多种非线性本构关系，但都较难应用于实际上工作。一般认为：膜结构是一种几何非线性很强的结构，同时考虑膜材料的几何非线性和材料非线性会带来巨大的计算工作量，因此目前只能将膜材料近似为线弹性材料。我想知道真是因为计算量过大导致无法在膜结构设计（如载荷分析或裁剪分析）中无法应用膜材料的非线性本构关系吗？有无其它原因？谢谢！

作者: pizzahut 时间: 2004-8-2 22:45 标题: 回复：设计中为何不能采用膜材料的非线性本构关系

因为设计是工程人员的工作，应本着越简单越好的宗旨，关键是这种简化要有一定依据才行。一些实验数据显示，膜材经二次张拉，可以消除大部分残余应变和徐变的影响，且膜结构的设计强度理论上会比破坏强度低不少，即膜本身尚处于低应力状态，材料非线性不明显。一些文章还指出，张拉膜在外部荷载作用下，节点位移与外荷载大致可认为呈线性关系。所以材料非线性就这样在设计中被简化掉了，只成为学子们做课题写论文的专利。

作者: asin 时间: 2004-8-3 12:09 标题: Re: 设计中为何不能采用膜材料的非线性本构关系

感谢pizzahut大侠的指教。我现在基本同意您的看法，但有另一问题请教：

     目前对膜材料线性化处理的方法是选取N组（N>＝3）不同的双轴应力比值下的应力-应变曲线，并将各曲线线性化，然后采用最小二乘法获得四个工程弹性常数（Ex,Ey, Vxy,Vyx），请问为什么这样做？用上述方法得到的弹性常数有无物理含义？
     再者，既然膜材料经二次张拉后可以消除大部分残余应变和徐变的影响，材料非线性不明显。是否采用经二次张拉后的膜材料去测试其弹性常数更有实际意义？谢谢！

作者: pizzahut 时间: 2004-8-5 21:00 标题: 回复：设计中为何不能采用膜材料的非线性本构关系

呵呵，喔从来没做过试验，所以对这个问题也不清楚。最小二乘法是一种优化方法吧，由于试验得出的应力应变关系可能呈曲线而不是我们所需要得出的直线，那么就要求一条直线方程，使各曲线的点到直线的距离满足某一约束方程。。。不知道是不是这样

另外我对二次张拉的概念也不是很清晰，喔以前一直认为二次张拉是在施工阶段进行的，而且是在初张拉以后，结构已经具有张力的情况下继续进行张拉。所以在试验室里进行二次张拉似乎不行，那里只能是拉完以后卸载，然后再拉，即重复加载，而不是二次张拉。

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