橫向沖擊下間隔針織復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)及ABAQUS的數(shù)值模擬.pdf

1、三維間隔針織紡織增強(qiáng)結(jié)構(gòu)是一種通過(guò)紗線將兩個(gè)獨(dú)立的針織結(jié)構(gòu)表面層連接在一起，在兩個(gè)表面之間形成一個(gè)間隔紗層而形成的一種三維立體紡織結(jié)構(gòu)，具有完整而連續(xù)的、在空間多軸向面內(nèi)及面外纖維取向，尤其是厚度方向的增強(qiáng)，從根本上克服了層合板的嚴(yán)重分層現(xiàn)象，在船舶，汽車等領(lǐng)域正受到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在沖擊載荷作用下，且受力物體加載方向的尺寸又足夠大時(shí)，應(yīng)力波效應(yīng)開(kāi)始在材料的應(yīng)力傳遞分布中凸現(xiàn)，但針對(duì)三維間隔針織結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)沖擊響應(yīng)研究不多，特別是利用H

2、opldnson沖擊桿來(lái)研究三維間隔針織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)響應(yīng)的文獻(xiàn)還沒(méi)有，因此，本文將利用Hopkinson．沖擊桿來(lái)研究對(duì)三維間隔針織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行研究，填補(bǔ)這一空白。 本文應(yīng)用Hopkinson沖擊桿裝置測(cè)試三維間隔針織增強(qiáng)復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)沖擊響應(yīng)，研究表明：隨著沖擊速度的提高(25m/s，35m/s，45m/s)，材料的最大載荷顯著提高，同時(shí)，材料吸收的能量也與速度成正比關(guān)系，而且破壞載荷和吸收的能量都同纖維含

3、量有很大關(guān)系，纖維含量越大，最大載荷與吸收的能量越大；在沖擊載荷下，材料的結(jié)構(gòu)響應(yīng)基本失效，纖維、基體以及纖維基體界面的應(yīng)力無(wú)法保持平衡，材料表現(xiàn)為局部破壞模式，包括基體開(kāi)裂，纖維抽拔和基體纖維界面破壞等，破壞主要集中在與沖擊桿接觸的周邊局部區(qū)域，接觸正面表現(xiàn)為壓縮破壞，接觸背面為拉伸破壞。 同時(shí)，本文利用ABAQUS有限元模擬軟件模擬驗(yàn)證Hopkinson沖擊實(shí)驗(yàn)。通過(guò)編寫ABAQUS用戶子程序來(lái)定義材料單胞的結(jié)構(gòu)屬性，同時(shí)控