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基于双轴效应的ETFE薄膜气枕徐变性能数值分析
基于双轴效应的ETFE薄膜气枕徐变性能数值分析
摘要：
ETFE薄膜气枕具有轻质、透明度高、抗紫外线辐射等优点，在建筑领域中得到广泛应用。然而，长期的加载会导致薄膜气枕发生徐变现象，从而影响其使用寿命和性能。本文基于双轴效应，通过数值分析的方法研究ETFE薄膜气枕的徐变性能，并探讨其机理及影响因素。数值模拟结果表明，ETFE薄膜气枕的徐变行为受到温度、湿度等因素的影响，并且存在着非线性的力学响应。研究结果对于设计和应用ETFE薄膜气枕具有一定的指导意义。
关键词：ETFE薄膜气枕；徐变性能；双轴效应；数值分析
1.引言
ETFE（氟乙烯-三氟乙烯共聚物）薄膜气枕是一种新型的建筑材料，具有轻质、高透明度、耐化学腐蚀、耐紫外线等优点，广泛应用于建筑罩材、遮阳篷、温室等领域。然而，ETFE薄膜气枕长期受到加载时，会发生徐变现象，导致气枕膨胀变形、底板伸缩等问题，进而影响其使用寿命和结构稳定性。
2.ETFE薄膜气枕的徐变机理
ETFE薄膜气枕的徐变现象是由于双轴效应引起的。双轴效应是指在双轴加载下，材料在徐变过程中发生各向异性变形。ETFE薄膜气枕在长期加载下，薄膜的分子会随时间变得更加有序，导致分子链的延伸和交错，进而引起薄膜的体积膨胀和厚度减小，这就是徐变现象。
3.数值模拟方法
为了研究ETFE薄膜气枕的徐变性能，本文采用数值分析的方法进行模拟。首先，建立了ETFE薄膜气枕的有限元模型。然后，通过加载和卸载过程中的力学响应，得到了薄膜的应力-应变曲线。最后，根据曲线数据，计算了薄膜的徐变率和徐变残留率，并分析了其与温度、湿度等因素的关系。
4.数值模拟结果分析
通过数值模拟，得到了ETFE薄膜气枕的应力-应变曲线。曲线表明，薄膜的徐变行为是非线性的，随着加载时间的增加，薄膜的应力逐渐下降。同时，随着温度和湿度的升高，薄膜的徐变率和徐变残留率也增加。这说明温度、湿度等因素对ETFE薄膜气枕的徐变性能具有重要影响。
5.结论
本文通过数值分析的方法研究了ETFE薄膜气枕的徐变性能，并探讨了其机理及影响因素。数值模拟结果表明，ETFE薄膜气枕的徐变行为受到温度、湿度等因素的影响，并且存在着非线性的力学响应。研究结果对于设计和应用ETFE薄膜气枕具有一定的指导意义，可以为提高其使用寿命和性能提供理论依据。
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