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越來越多的設(shè)計(jì)師在選擇建筑材料上，更喜歡選擇ETFE膜材，這是因?yàn)镋TFE膜材優(yōu)秀的力學(xué)性能吸引了設(shè)計(jì)師們的眼球。

1. 拉伸強(qiáng)度與斷裂伸長度

成卷的ETFE薄膜，其長度方向標(biāo)記為MD，與MD垂直的寬度方向標(biāo)記為TD。根據(jù)長條形試樣的拉伸試驗(yàn)結(jié)果，得到ETFE薄膜的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率如表1、表2所示。從表中可以看出，試驗(yàn)所用ETFE薄膜的拉伸強(qiáng)度大于35MPa，斷裂伸長率超過350%。TD試樣的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率比MD試樣的數(shù)值稍大，但相差不明顯。對(duì)于不同厚度的ETFE薄膜材料，其伸長強(qiáng)度和斷裂伸長率沒有明顯的區(qū)別。

（表1）

（表2）

相對(duì)于PE、PO、PVC而言，ETFE膜材拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度明顯偏大，斷裂伸長率也不低。以某品牌ETFE膜材為例，與其他塑料薄膜比較，見表3。

（表3）

注：PE-聚乙烯膜片；PO-PE/EVA/PE復(fù)合膜片；PVC-聚氯乙烯。

2. 應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系

常溫下張拉應(yīng)力在18~20MPa以下時(shí)，ETFE膜材呈完全彈性性質(zhì)，張拉模量達(dá)80~100MPa；當(dāng)張拉應(yīng)力在25MPa附近會(huì)出現(xiàn)屈服點(diǎn)，此后進(jìn)入塑性強(qiáng)化階段，直至破斷。

圖4是典型的ETFE應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線，從圖可見，在第一轉(zhuǎn)折點(diǎn)之前，ETFE薄膜的應(yīng)力-應(yīng)變呈近似直線關(guān)系，可以認(rèn)為此時(shí)材料處于彈性狀態(tài)；在第一和第二轉(zhuǎn)折點(diǎn)之間，直線的斜率迅速減小，材料的剛性降低很大，應(yīng)變迅速增加，但應(yīng)力-應(yīng)變曲線仍近似為直線，可以認(rèn)為材料在這兩點(diǎn)之間發(fā)生屈服。當(dāng)應(yīng)力超過第一轉(zhuǎn)折點(diǎn)時(shí)，材料開始發(fā)生很大的塑性流動(dòng)，試樣被迅速拉長，其應(yīng)力-應(yīng)變曲線近似為水平直線，當(dāng)應(yīng)變超過200%之后，隨著應(yīng)變的大幅度增加，逐漸出現(xiàn)應(yīng)力強(qiáng)化直至試樣斷裂。

（圖4）

3. 屈服應(yīng)力與加載速率

在低度的疲勞情況下，ETFE承受兩個(gè)不同的屈服點(diǎn)，第一個(gè)約是18Mpa，第二個(gè)約是25MPa。圖5詳細(xì)表述了屈服點(diǎn)與加載速率的關(guān)系，當(dāng)加載速率為0.17mm/s時(shí)，第一屈服點(diǎn)為18PMa；加載速率增加到16.67mm/s時(shí)，第一屈服點(diǎn)達(dá)到22.33MPa；當(dāng)加載速率進(jìn)一步提高到2000mm/s，第一屈服點(diǎn)達(dá)到35.5Mpa?？傊?，作用在膜上的加載速率越快，屈服點(diǎn)越高。

（圖5）

4. 屈服后的恢復(fù)性能

ETFE具有“長期記憶”功能，即長期彈性性能。如圖6所示，ETFE膜材試件在18.4Mpa荷載作用下持續(xù)拉伸600s后卸載，膜材可以恢復(fù)至初始長度的90%以上；在20.8MPa荷載作用下持續(xù)拉伸600s后卸載，膜材可以恢復(fù)至初始長度的80%左右；但如果在23.1Mpa荷載的持續(xù)拉伸后卸載，殘留伸長率越大，達(dá)60%。由此可見，ETFE膜材具有較好的恢復(fù)性能，但在超出第一屈服應(yīng)力后恢復(fù)能力稍顯不足。

（圖6）

以上就是“ETFE膜材力學(xué)性能”的介紹。如果您想了解更多膜結(jié)構(gòu)工程信息，歡迎關(guān)注燁興微信公眾號(hào)【燁興膜結(jié)構(gòu)】，或撥打24小時(shí)免費(fèi)服務(wù)熱線4009967995。