李丽英
,
孟松鹤
,
许承海
,
张涛
,
王国勇
,
刘建军
材料科学与工艺
doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20150102
为探讨不同结构形式织物对复合材料力学性能的影响及其损伤破坏机制之间的差异，通过宏观拉压试验，研究了经编及平纹碳纤维织物增强树脂基复合材料的拉伸及压缩力学性能，并利用声发射对试验过程进行实时监测，对破坏后的断口进行显微镜观察分析，分别给出了两种材料的拉伸和压缩破坏机制。研究结果表明：织物结构形式对复合材料的力学性能有较大影响，与经编织物复合材料相比，平纹织物复合材料的拉伸、压缩强度均较低，且其拉伸、压缩破坏试样的断口相对齐平，分层现象不明显；根据声发射监测结果可以判定两种复合材料损伤过程中的损伤类型，与经编织物相比，平纹织物复合材料拉／压过程中的声发射电压信号相对稳定且整体强度较低。
关键词:
经编织物
,
平纹织物
,
复合材料
,
力学性能
,
声发射
李裕春
,
程克明
,
刘强
,
毛益明
,
沈蔚
材料科学与工程学报
利用LS-DYNA有限元软件模拟了卵形弹倾斜冲击作用下平纹织物的动态响应,分析了织物的变形、纱线断裂以及能量吸收特性,讨论了边界约束条件对织物动态响应的影响.结果表明:在弹体贯穿织物过程中,纱线应变能和摩擦耗散能是弹体动能转变的主要形式.在给定的计算时间内,对于四边无约束、对边(经向和纬向)固定约束和四边固定约束的四种边界条件,两者之和占弹体动能损失量的比例不小于80.5%.模拟结果还表明,边界条件对织物的变形、纱线断裂以及能量吸收特性均有明显影响.边界条件不同,纱线断裂数目不同,弹体动能损失量转变成其它能量的比例也不同,导致织物的能量吸收特性也发生变化.
关键词:
平纹织物
,
弹道冲击
,
能量吸收
,
边界条件
,
断裂
李裕春
,
徐全军
,
刘强
,
沈蔚
,
毛益明
,
范磊
材料科学与工程学报
利用LS-DYNA有限元软件模拟了平头弹垂直冲击作用下平纹织物的动态响应,分析了织物的变形、纱线断裂、冲击载荷以及能量吸收特性,讨论了不同弹体冲击速度对织物动态响应的影响.结果表明:平头弹冲击作用下织物的破坏形式为弹体边缘的剪切破坏.在弹体贯穿织物过程中,纱线应变能、纱线动能和摩擦耗散能是弹体动能转变的主要能量形式.结果还表明,当弹体冲击速度小于临界速度时,织物吸收的能量随冲击速度的增加而增大,弹体冲击速度大于临界速度时织物吸收的能量逐渐降低.本文数值模拟结果与已有实验结果进行了对比,分析表明平头弹冲击织物时的横向偏移变形和吸能特性曲线均吻合较好.
关键词:
平纹织物
,
动态响应
,
能量吸收
,
弹道极限
,
纱线断裂
李裕春
,
程克明
,
刘强
,
沈蔚
,
徐全军
,
毛益明
玻璃钢/复合材料
doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2010.03.004
利用数值模拟方法研究了半球头弹体与平纹织物的撞击作用,分析了不同摩擦系数和边界条件时平纹织物的弹道吸能特性.数值模拟结果表明,织物纱线间的摩擦效应对其弹道吸能特性影响相当敏感,增大纱线间的摩擦系数,可以提高织物纱线获得的动能和应变能,增大弹体动能损失量,因此有利于提高织物的抗弹能力.边界条件对弹体动能损失量产生直接影响,当织物四边固定约束时,其弹道吸能特性最佳.
关键词:
平纹织物
,
能量吸收
,
摩擦效应
,
边界条件
,
数值模拟
李裕春
,
程克明
,
沈蔚
,
刘强
,
毛益明
兵器材料科学与工程
doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2010.01.008
利用LS-DYNA有限元软件模拟弹体撞击作用下平纹织物的动态过程,分析织物断裂前的变形特性以及能量吸收特性,讨论边界约束条件和弹体形状对织物动态响应的影响.结果表明:纱线应变能和纱线动能是弹体动能转变的最主要形式,在给定计算的时间内,对于四边无约束、对边同定约束和四边固定约束3种边界条件,不论弹头形状采用平头、半球头和卵形头中的哪一种,两者之和占弹体动能损失量的比例不小于74.6%.模拟结果还表明.边界约束条件和弹体形状对织物的变形、应力分布以及能量吸收特性均有明显影响.边界条件不同,纱线动能和纱线应变能占弹体动能损失量的比例会发生较大变化,织物的能量吸收特性也不同.弹体头部形状不同,受撞击区影响的纱线数目也不同,弹头越钝,织物中抽拔出的纱线数目越多.从织物结构的抗弹性能角度看,织物结构抗钝头弹体的穿透能力要优于尖头弹体.
关键词:
平纹织物
,
弹道冲击
,
能量吸收
,
边界条件
,
弹体形状
,
数值模拟
周平
,
吴承伟
,
于平
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2006.03.032
通过对平纹织物复合材料的横向拉压试验,分析了产生各种破坏现象的微观机理.横向压缩过程中,在与水平面成45°方向剪切破坏的同时还出现层间裂纹.由于两个方向上纱线的弯曲程度不同,破坏形式有很大差异,不同自由边处的纱线界面存在不同程度的剪切破坏,并表现出不同的边缘效应.借助显微镜观察和基于代表体积单元的数值模拟对这些现象进行了分析,发现高度不均匀的内部波纹纱线结构在横向压缩下产生的层间剪切应力是出现横向裂纹的主要原因.
关键词:
复合材料
,
平纹织物
,
有限元
,
代表体积元
杜彦君
,
段一平
,
李秀红
兵器材料科学与工程
利用Ansvs/ls-dyna模拟球形弹体分别冲击100 mm×l00 mm单、双层织物的过程,通过对μ=0、0.3、0.5界面摩擦情况下弹体剩余速度的对比,从能量转移的角度对界面摩擦在冲击过程中所起的作用进行分析.模拟结果表明:不论单层织物还是双层织物,界面摩擦都会影响织物吸收冲击能量的能力;界面摩擦除使冲击过程中产生摩擦滑移能之外,更主要地是增加织物以纱线的动能与形变能的形式吸收的能量,从而提高织物吸收能量的能力;层数在织物对冲击能量的吸收上也有影响,层数增加一倍,织物的吸收能力也会增加将近一倍.
关键词:
界面摩擦
,
弹体冲击
,
平纹织物
,
数值模拟
