横向冲击下间隔针织复合材料结构的动态响应及ABAQUS的数值模拟

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1、东华大学硕士学位论文横向冲击下间隔针织复合材料结构的动态响应及ABAQUS的数值模拟姓名：刘元万申请学位级别：硕士专业：纺织材料与纺织品设计指导教师：顾伯洪20061230横向冲击下间隔针织复合材料结构的动态晌应及ABAOUS的数值模拟摘要三维间隔针织纺织增强结构是一种通过纱线将两个独立的针织结构表碾层连接在一起，在两个表面之闻形成一个闻隔纱层丽形成的一种三维立体纺织结构，具有完整而连续的、在空闻多轴向面内及面外纤维取向，尤其是厚度方向的增强，从根本上克服了层合板的严重分层现象，在船舶，汽车等领域正受到越来越广泛的应用。在冲击载荷作用下，且受力物体加载方向的尺寸又足够大时，应力波效应开始在

2、材料的应力传递分布中凸现，但针对三维间隔针织结构的动态冲击响应研究不多，特别是利用Hopkinson冲击杆来研究三维间隔针织结构复合材料的动态噙应的文献还没有，因此，本文将利用Hopkinson冲击杆来研究对三维间隔针织结构复合材料的动态响应进行研究，填补这一空自硌本文应用Hopkinson渖击秆装置测试三维间隔针织增强复合材料的动态冲击响应，研究表明：随着冲击速度的提高(25m／s，35m／s，45rrgs)，材料的最大载荷显著提高，同时，材料吸收的能量也与速度成正比关系，丽且破坏载荷帮吸收的能量都同纤维含量有很大关系，纤维含量越大，最大载荷与吸收的能量越大；在冲击载荷下，材料的结构响应

3、基本失效，纤维、基体以及纤维基体界面的应力无法保持平衡，材料表现为局部破坏模式，包括基体开裂，纤维抽拔和基体纤维界面破坏等，破坏主要集中在与渖蠢杆接触的周边局部区域，接触芷面表现为压缩破坏，接触背甄为拉伸破坏4同时，本文利用ABAQUS有限元模拟软件模拟验证Hopkinson渖壶实验垂通过编写AJ3AQUS是户子程序来定义材料单脆斡结构属性，阉时控制判断材料单胞的破坏，避开馒用繁琐的细观结构。通过实验和模拟的对比，。一定程度上证明了实验的正确性，但仍然存在～些舞题，需要改进。造成铸差韵主要是因实验中痘力波鹩散射，材料的不均匀性，材料单胞模型的近似性以及材料参数的局限性等所导致。关键询：三维

4、间隔针织增强复合材料，SHPB，冲击响应，ABAQUS软件，用户予程序DYNA套越CRESPONSEOF3DB王AⅪA王，SPACER卿TKⅫTTEDeO＆妊’OS至TE{，NDERfrRA_NSV嚣RSE强墩CTANDFINITEELEMENTANALYSISBYABAQUSABSTRACT3Dbiaxialspacerweftknittedreinforcedfabric，linkingtwoknittedfabriclayerbyyamsandthenformingaspacerknittedfabriclayer,isatridimensional，intactandcontinu

5、ousstructure．Withmulti-axialfibres，especiallyfibresinthicknessdirectioninexistence，it．overcomesthephenomenonofdelaminafion,whichresultsinitbeingwidelyusedinthefieldofmarine，vehicleandsoon．Undertransverseimpact，theresponseofmaterialisdifferentfromthatofquasi—staticduetotheinvalidationofstructureres

6、ponse。Becauseliteraturesreferringtothis蠡e醛arefew,itisnecessarytOstudythedynamicresponseof3DbiaxialspacerweftknittedreinforcedfabriccompositesbyHopkinsonbar．Thetransverseimpactof3DbiaxialspacerweftknittedreinforcedfabriccompositewasperformedwithsplitHopkinsonpressurebar(SHeB)．TheloadVS．displacement

7、historyofthecompositeswithdifferentimpactvelocitieswasobtained．Thepeakloadandcorrespondingdisplacementbothincreasewiththeincreasingofimpactvelocity．Theenergyabsorptionofthecompositealsoincreaseswiththeincreasingo