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摘要
为深入揭示Kapton高分子膜材强度和刚度特征，对其进行7个偏轴角度(0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°)下的单轴拉伸试验，获得了材料在各角度下的应力-应变关系、强度和断裂延伸率等数据，推导了相应的弹性模量-应变关系。结果表明：Kapton薄膜为典型的非线性、各向异性材料，整个拉伸过程的应力-应变曲线可以分为3个阶段，即近似弹性段、应变强化段、应力强化段；Kapton膜材强度随偏轴角度的变化表现出“N”形分布规律，异于Tsai-Hill等强度准则的“U”形规律，这是由于膜材内部分子链的择优取向，导致偏轴角度30°时抗拉强度最大，偏轴角度60°时抗拉强度最小；断裂延伸率随偏轴角度的增大呈现出增大的趋势；不同偏轴角度下的弹性模量均有所差异，正交各向异性板的弹性理论可以较好预测Kapton膜材的等效弹性模量；研究所得结论可为Kapton膜材强度、变形预测及相应的充气可展结构设计分析提供参考。
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单位长安大学; 建筑工程学院
