螺旋拉胀纱线静态及动态力学行为的数值模拟研究

发布时间：2021-10-26 22:37

　　纺织类复合材料在动载荷防护中具有广泛的应用。在此类材料中引入负泊松比效应,可增强其剪切抗力、压痕抗力、断裂韧性及能量吸收能力,从而进一步提高其防护性能。近年来,一种特殊的负泊松比复合纱线备受关注。该纱线由高模量纱线螺旋式包缠低模量纱线组成,在纵向拉伸作用下整体沿横向膨胀,因此被形象地称为螺旋拉胀纱线。实验表明,用这种纱线织成的材料具有优异的抗爆抗弹性能。然而,对于单根螺旋拉胀纱线的研究,现有文献还仅限于准静态行为。本文基于有限元模拟,在准静态研究的基础上,首次开展了冲击作用下螺旋拉胀纱线的动态行为研究。在静态分析中,解决了由于多种因素所导致的计算结果不收敛问题。计算结果验证了螺旋拉胀纱线在纵向拉伸下的径向扩展现象。得到了不同拉伸程度下螺旋拉胀纱线的工程弹性模量,研究了拉伸应力应变关系随着加载程度的变化。在此基础上讨论了材料属性和几何参数对拉胀效应的影响。动态模拟结果表明,轴向冲击拉伸下,会在包缠纱和芯纱中产生一前一后的两个纵波（严格地说是复合应力波）,在两个纵波波前之间存在着周期性横向膨胀的变形现象。螺旋拉胀纱线中的能量主要分布在芯纱之中,位于芯纱中纵波波前之后,芯纱对螺旋拉胀纱线中的... 

【文章来源】：中国工程物理研究院北京市

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

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【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]负泊松比纱线的结构成形及建模表征[D]. 周铭.东华大学 2014
[2]车用负泊松比安全带织带乘员保护效能研究[D]. 安文姿.大连理工大学 2013



本文编号：3460324