Análisis de propiedades mecánicas del tejido de doble pared recta

La tela de doble pared es un nuevo tipo de estructura inflable, que se ha utilizado ampliamente en tablas de surf, botes inflables y otros lugares en los deportes, y también puede usarse en algunos campos de construcción especiales. Sin embargo, las propiedades mecánicas de la nueva placa estructural no están claras, lo que dificulta la aplicación y popularización de esta estructura. En este trabajo se lleva a cabo la investigación experimental y el análisis de simulación numérica. Se estudiaron los efectos del espesor del panel inflable, la presión interna y el espesor del material de la membrana sobre la rigidez del panel inflable. La fórmula de deflexión de midspan se obtiene mediante análisis teórico y ajuste polinomial. En este documento, el panel inflable de tela espacial se aplica al diseño de un panel de techo especial para estudiar sus propiedades mecánicas estructurales.

En primer lugar, las constantes elásticas de los materiales textiles de doble pared se obtuvieron mediante un ensayo de tracción. A partir del estudio experimental de losas en una dirección con apoyos simples en ambos extremos, se obtienen las curvas de carga-desplazamiento, carga de plegado y carga última bajo diferentes presiones internas.

En segundo lugar, se establece el modelo de elementos finitos con el mismo tamaño que la prueba, y los resultados de la simulación numérica se comparan con los resultados de la prueba. La corrección del modelo de elementos finitos se demuestra a partir de dos aspectos: curva de carga de pliegue y desplazamiento de carga de tramo medio.

Luego, la fórmula de cálculo de la carga de pliegue se deduce y verifica mediante los resultados de la simulación de elementos finitos. Se estudiaron los efectos del espesor, la presión interna y el espesor del material de la membrana sobre la rigidez del panel inflable. Se obtiene la fórmula de expresión de la deflexión en el centro del vano, y la relación entre la rigidez equivalente a cortante y la presión interna se obtiene mediante ajuste polinomial. Se verifica la fórmula de cálculo de la deflexión en el centro del tramo.

Finalmente, los paneles inflables espaciales se aplican al diseño de paneles de techo especiales para estudiar la distribución del desplazamiento máximo y el desplazamiento de la estructura bajo la carga de nieve y viento. Se compara y analiza la influencia de diferentes formas de disposición de cables en el desplazamiento máximo de la estructura para optimizar la forma de disposición de cables.