紡織復(fù)合材料低速?zèng)_擊下能量吸收與傳遞研究.pdf

1、伴隨高空墜物,交通安全等造成的人體傷害事故頻發(fā),對(duì)人體防護(hù)材料的設(shè)計(jì)備受矚目。目前大多數(shù)學(xué)者針對(duì)紡織復(fù)合材料低速?zèng)_擊下的損傷失效,能量的吸收等進(jìn)行了大量的研究,揭示了紡織復(fù)合材料沖擊破壞模式和機(jī)理,但針對(duì)材料在受沖擊下能量的傳遞情況未見深入的研究,特別是沖擊力對(duì)防護(hù)材料背面人體的實(shí)際影響程度未見可行的測(cè)試與評(píng)判方法。本課題就是從人體損傷與防護(hù)的角度出發(fā),探索紡織復(fù)合材料在低速?zèng)_擊下,能量的吸收與傳遞情況,研究紡織復(fù)合材料受到?jīng)_擊后能量傳

2、遞到被保護(hù)者一面的剩余沖擊力與復(fù)合材料各項(xiàng)特性的關(guān)系。
　　本課題初步分析了沖擊波在紡織復(fù)合材料中的傳遞規(guī)律,并對(duì)現(xiàn)有的研究方法和測(cè)試儀器作出分析后,針對(duì)現(xiàn)有測(cè)試手段的缺陷和不足,研究設(shè)計(jì)了可檢測(cè)沖擊能量在復(fù)合材料中的吸收和傳遞特性的測(cè)試系統(tǒng)雛型。
　　本論文的研究?jī)?nèi)容與取得的成效主要涉及以下四方面:
　　(1)研究分析沖擊波在紡織復(fù)合材料中的傳遞規(guī)律及其影響因素,研究沖擊可能對(duì)人體造成的傷害形式,設(shè)計(jì)一個(gè)在受沖擊的紡

3、織復(fù)合材料的正反面能夠同時(shí)獲得到?jīng)_擊力數(shù)據(jù)的裝置,并對(duì)設(shè)計(jì)的儀器的可行性做了較為全面的分析。
　　(2)在對(duì)儀器的各模塊設(shè)計(jì)完成之后,對(duì)測(cè)試儀器各模塊進(jìn)行整合與調(diào)試。在不同的測(cè)試條件下,進(jìn)行各種沖擊測(cè)試,對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了歸類和回歸分析,并且對(duì)比了PVDF傳感器輸出波形與標(biāo)準(zhǔn)傳感器輸出波形的差別。結(jié)果表明,不同沖擊能量和傳感器輸出數(shù)值之間具有明顯的線性關(guān)系,PVDF傳感器與標(biāo)準(zhǔn)傳感器輸出波形一致,測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可信。并且在儀器的設(shè)計(jì)方

4、面進(jìn)行了調(diào)整,有效地過濾了外部電磁波對(duì)儀器輸出信號(hào)的干擾。
　　(3)在儀器校準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,對(duì)部分材料進(jìn)行了沖擊測(cè)試,通過對(duì)被沖擊材料上下兩面?zhèn)鞲衅鬏敵鰯?shù)值和波形的分析,證實(shí)了僅僅依靠檢測(cè)沖擊點(diǎn)一面的材料受力狀態(tài)是無(wú)法真實(shí)地反應(yīng)人體真實(shí)的受力狀況,證明本論文設(shè)計(jì)的測(cè)試儀器的合理性和科學(xué)性。
　　(4)對(duì)多組不同材料以及材料組合進(jìn)行了沖擊測(cè)試實(shí)驗(yàn),通過大量的數(shù)據(jù)的分析,初步尋找出對(duì)能量傳遞和吸收的影響因素,對(duì)提高防護(hù)沖擊裝備的防