纖維編織復(fù)合材料的沖擊響應(yīng)與能量吸收特性研究.pdf

1、緩沖氣囊是以多層涂覆織物材料制成的一種空間充氣展開結(jié)構(gòu)。它的緩沖原理是利用著陸時(shí)氣囊內(nèi)氣體受到壓縮來吸收著陸沖擊能量，從而達(dá)到緩沖的目的。本文以深空探測為應(yīng)用背景，研究了用于著陸緩沖氣囊的纖維編織復(fù)合材料(涂覆與未涂覆硅膠的vectran纖維織物，涂覆聚氨酯的 kevlar織物)的低速沖擊特性。考慮了涂覆材料、增強(qiáng)纖維、沖擊速度、厚度，沖頭形狀與尺寸等因素的影響效應(yīng)。
　　研究表明，未涂覆硅膠織物的形變失效過程是一個(gè)紗線拉伸破壞的

2、過程，其破壞模式主要表現(xiàn)為與沖頭接觸的主紗線的拉伸破壞，以及與沖頭非接觸區(qū)域紗線的彈塑性變形與滑移。涂覆后單層織物復(fù)合材料的破壞模式表現(xiàn)為纖維斷裂和拔出，多層材料出現(xiàn)分層、纖維斷裂和拔出。韌性較好的vectran纖維編織復(fù)合材料表現(xiàn)出明顯的纖維斷裂；分層和纖維拔出現(xiàn)象。
　　織物復(fù)合材料在涂覆前具有更強(qiáng)的抗沖擊能力，vectran纖維和kevlar纖維編織復(fù)合材料都表現(xiàn)出了應(yīng)變率敏感性，沖擊特性參數(shù)隨沖擊速度的增加呈增大的趨勢，相

3、比較而言，vectran纖維編織復(fù)合材料的應(yīng)變率敏感性更明顯；織物復(fù)合材料的破壞載荷、破壞位移和穿孔能量隨鋪層數(shù)的增加呈增大的趨勢。kevlar纖維編織復(fù)合材料與vectran纖維編織復(fù)合材料的抗沖擊能力隨沖頭直徑的增大而增大；vectran織物材料在沖頭形狀相同時(shí)，穿孔能量隨沖頭直徑的增大而增大，沖頭形狀不相同時(shí)，穿孔能量隨沖擊物的尖銳程度增加而增大。
　　纖維編織復(fù)合材料的能量吸收歷程可分為三個(gè)階段：線性吸能階段，穩(wěn)態(tài)吸能階段