雙軸向經(jīng)編柔性復(fù)合材料多軸向力學(xué)性能研究.pdf

1、柔性復(fù)合材料由于具有很好的柔性和力學(xué)性能，廣泛用于各種領(lǐng)域，如運輸、防護、民用建筑、軍用帳篷等。傳統(tǒng)的柔性復(fù)合材料的增強體常采用機織物，近年來，雙軸向經(jīng)編織物由于具有生產(chǎn)速度快、較好的拉伸性能、抗撕裂性能等優(yōu)點越來越廣泛地用做涂層織物的增強體。在雙軸向經(jīng)編結(jié)構(gòu)中，平行伸直、無卷曲的紗線可以垂直地或以所需的角度引入織物結(jié)構(gòu)中，這種結(jié)構(gòu)的重要特點是經(jīng)向和緯向襯入紗本身并不交織，而僅由經(jīng)編地組織紗線束縛。因此，它與機織物增強柔性復(fù)合材料的力學(xué)

2、性能有較大差別。
　　 柔性復(fù)合材料在實際使用過程中通常承擔(dān)雙軸向及多軸向負(fù)荷。并且在實際施工及使用過程中常常由于基層纖維有折痕或者尖銳異物的刮擦造成局部微小裂口，在長期張拉應(yīng)力下，這些裂紋會逐漸擴展延伸，最終即使在低于極限強度的情況下，也會發(fā)生斷裂破壞。
　　 本論文對雙軸向經(jīng)編柔性復(fù)合材料的單軸向、雙軸向及多軸向拉伸性能進行試驗研究。對材料的破壞和損傷情況進行詳細的表征和分析，研究復(fù)合材料應(yīng)力應(yīng)變曲線在單向拉伸、雙向

3、拉伸及多向拉伸條件下力學(xué)性能之間的關(guān)系及其趨勢。對雙軸向經(jīng)編柔性復(fù)合材料在單向拉伸、雙向拉伸及多向拉伸的破壞機理分別進行了比較分析與闡述。發(fā)現(xiàn)了雙軸向經(jīng)編柔性復(fù)合材料雙向拉伸和多向拉伸時的力學(xué)行為和規(guī)律。這些研究工作將人們對雙軸向經(jīng)編柔性復(fù)合材料力學(xué)性能的認(rèn)識由單向推進到雙向及多向。同時為建立其本構(gòu)關(guān)系提供更加充分的依據(jù)。
　　 對雙軸向經(jīng)編柔性復(fù)合材料在單軸向拉伸載荷下舌形撕裂、梯形撕裂、中心開縫撕裂進行了比較試驗，研究了三者

4、撕裂方法之間的相關(guān)性，分析了三種撕裂方法下材料的破壞機理。對雙軸向經(jīng)編柔性復(fù)合材料在單軸向、雙軸向及多軸向拉伸條件下進行開縫撕裂試驗。并對材料的破壞和損傷情況進行詳細的表征和分析，研究復(fù)合材料開縫與未開縫之間的力學(xué)行為表現(xiàn)，研究復(fù)合材料在單向、雙向及多向拉伸載荷條件下開縫撕裂性能之間的影響關(guān)系及其趨勢。對雙軸向經(jīng)編柔性復(fù)合材料在單向拉伸、雙向拉伸及多向拉伸載荷下開縫撕裂的破壞機理進行了系統(tǒng)的分析與闡述。
　　 最后，本文采用有限

5、元方法，通過建立有限元模型，利用計算機對雙軸向經(jīng)編柔性復(fù)合材料的雙軸向及多軸向拉伸進行理論研究，使用復(fù)合材料在單軸向拉伸試驗所得數(shù)據(jù)來預(yù)測復(fù)合材料在雙軸向及多軸向拉伸載荷下的力學(xué)性能，并與實驗結(jié)果進行對比驗證。
　　 對雙軸向經(jīng)編柔性復(fù)合材料的撕裂機理進行深入研究，利用有限元方法進行力學(xué)模型的建立，采用單軸向拉伸所得試樣數(shù)據(jù)預(yù)測復(fù)合材料在雙軸向及多軸向拉伸載荷下開縫撕裂力學(xué)性能，模擬結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)相吻合。利用有限元分析方法不僅可