膜结构作为一种新型建筑结构,其具有良好的经济性、可满足大跨度需求、建设周期短、施工便利、适用性强、安全性强、节点环保等优点,膜结构已广泛应用于体育馆、展览馆和仓储建筑。膜材是膜结构的主要材料,承担膜结构中的主要承载力,决定了膜结构的安全性。织物类膜材是膜结构工程中应用最广泛的膜材,目前作为柔性复合材料的基布主要是平纹织物,但经编类织物因在拉伸、剪切等变形稳定性、刚度、强度等力学性能方面的明显优势,日益成为欧美及我国气承式膜结构的主流材料。膜结构使用过程中,一旦膜材发生失效破坏,整个结构都可能倒塌。裂缝扩展是膜材的主要失效破坏形式之一,膜材由于内部缺陷或外部损伤等原因不可避免地会产生裂缝,一旦裂缝尖端扩展使膜材发生撕裂,整个结构就存在失效破坏的危险。常见的撕裂形式有中心撕裂、梯形撕裂和舌形撕裂等,实际应用中,膜材的裂纹多产生于膜材内部,中心撕裂更符合真实的撕裂现象。因此对膜材的中心撕裂性能和裂缝的扩展进行研究有重要意义。本文以膜材中较为常见的经编织物类膜材作为研究对象,采用试验和数值模拟相结合的方法,对经编织物类膜材的中心撕裂性能进行了相关研究。主要内容包括:完成单双轴拉伸、撕裂等一系列力学性能试验研究,并通过数值模拟进行细观建模分析,深入分析经编织物类膜材的中心撕裂破坏机理与不同影响因素对膜材中心撕裂性能的影响规律。首先,对经编织物类膜材进行单双轴拉伸试验,通过对膜材进行循环加载获得不同应力比（0:1、1:0、1:1、1:2、1:3、1:5、2:1、2:3、3:1、3:2、5:1）下膜材的力学性能响应,并将数据进行分析后编入MATLAB程序,获得膜材的应变响应曲面特征与弹性参数响应曲面特征,这些参数可应用于后续撕裂模型的数值研究。其次,对经编织物类膜材进行4种切缝倾角（0°、30°、45°、60°）和7种偏轴角度（0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°）下的单轴中心撕裂试验。分析了不同切缝角度与不同偏轴角度对膜材中心撕裂力学性能的影响规律,并归纳总结其强度特征。研究表明,切缝角度不会影响膜材的裂缝延展过程,偏轴角度的变化会改变膜材的裂缝延展过程,并且会对膜材的刚度、断裂延伸位移等产生极大影响。再次,在商用有限元软件ABAQUS中对经编织物类膜材进行单轴中心撕裂细观建模。将数值结果与试验结果进行对比,从细观方面分析了切缝长度、切缝倾角、偏轴角度、补强膜和涂层缺陷对膜材中心撕裂性能的影响规律。研究表明:在膜材切缝处添加增强膜可有效提高膜材的强度;此外,涂层中产生的随机缺陷会对膜材强度产生一定影响,但影响程度较小。最后,对经编织物类膜材进行应力比为1:1的双轴撕裂试验,并在商用有限元软件ABAQUS中按试验尺寸进行细观建模,将数值结果与试验结果进行对比,从细观方面分析了切缝长度、切缝倾角、应力比、补强膜和剪应力对膜材双向中心撕裂性能的影响规律。研究表明:当膜材在切缝尖端发生撕裂扩展时,膜材中切缝尖端处应力原高于其他区域;此外,当膜材中存在剪切应力,可利用Tsai-Hill准则预测膜材的拉—剪强度关系。