抗冲击纺织复合材料的高应变率性能研究

《抗冲击纺织复合材料的高应变率性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、浙江理工大学硕士学位论文抗冲击纺织复合材料的高应变率性能研究摘要纺织复合材料以其纺织结构的特殊优良性能在抗冲击、侵彻等方面得到了广泛的应用。本文分别选用了平纹织物、三维正交机织物、交织双轴向纬编针织物，与乙烯基酯树脂复合制成相应的三种纺织复合材料，利用霍普金森压杆(SHPB)装置研究其在冲击载荷下的压缩性能。平纹织物层压复合材料的高应变率压缩结果表明：与准静态相比，高应变率下的最大应力和失效应变都较小，而模量较大。这是因为复合材料中树脂含量极低，纤维未粘结完善。准静态压缩逐步的，渐变式的破坏模式使抗压能力稳定提高；在瞬时冲击下，主要取决于弱相的性能，且因材料中存在弱界面

2、，不利于复合材料中纤维及基体传递载荷，而在局部产生应力集中很快破坏。三维正交机织复合材料是应变率敏感材料：从准静态到高应变率范围，最大应力、压缩模量随着应变率的增大而增大。三维正交结构使复合材料体现出显著的各向异性：面外的最大应力、失效应变、断裂能密度比面内大；面内的压缩模量大于面外，且对于应变率的变化比面外方向敏感。经纬向相比，纬向的压缩性能优于经向。等离子体处理对交织双轴向纬编针织复合材料的高应变率性能有影响：由于纤维、树脂界面结合的增强，改性后试样的最大应力、压缩模量和吸能都有较大的提高。复合材料的压缩性能具有应变率效应：随着应变率的增大，材料的各项压缩性能在数值

3、上都增大，并且材料的破坏也更为显著。比较三种纺织复合材料的比断裂应变能密度可得：玻璃纤维三维正交机织复合材料和UHMWPE交织双轴向纬编针织复合材料具有较好的抗冲击性能。增强体结构的差异是主要的影响因素之一。三维机织结构由于厚度方向有垂纱的接结作用，当受到冲击载荷时共同承力，使之具有更大的冲击吸能。交织双轴向纬编结构中的针织线圈具有捆绑和束缚的作用，同时经纬纱交织，因此整体性也较好。平纹织物以层压形式复合，厚度方向上没有有效的增强形式，仅通过树脂粘接，导致了复合材料的结构容易在层间发生局部破坏而失效，限制了进一步的能量吸收。关键词：抗冲击；复合材料；三维正交机织；交织双

4、轴向纬编；高应变率；压缩浙江理』=大学硕士学位论文Thepropertiesofanti--impacttextilecompositesunderhighstrainratecompressionAbstractTextilestructureshaveexcellentperformances，SOtextilecompositesarewidelyappliedinareasofanti—impactandanti—penetration．Inthispaper，plainwovenfabric，3-dimentionalorthogonalwovenfabric

5、andinterlacedbiaxialweftknitted(IBWK)fabricwereusedasreinforcement，whichwerefabricatedinto3kindsoftextilecompositeswithvinylesterresinrespectively．ThecompressionperformancesofthesecompositesunderimpactloadingwereinvestigatedbyaSplitHopkinsonPressureBar(SHPB)．Comparedwiththequasi—staticsi

6、tuation，theresultsofthehi曲strainratecompressionofplainwovenlaminatedcompositeindicatethatthecompositehaslowerpeakstressandfailurestrain，buthashighercompressivemodulus．TheresincontentinthiscompositeWasquietlow，SOthefibersandthematrixwerenotintoughadherence．Theprogressivenatureoffailureinq

7、uasi—staticloadingmightledtohighercompressivestrength．Inimpactloading，thesampleattendedtoproducestressconcentrationlocally．Itmightattributetotheweakinterfaceinsideofcomposite，whichcouldnottransferagreatdealofload，andledtoresincracking．3．Dorthogonalwovencompositeisstrainra