抗沖擊紡織復(fù)合材料的高應(yīng)變率性能研究.pdf

1、紡織復(fù)合材料以其紡織結(jié)構(gòu)的特殊優(yōu)良性能在抗沖擊、侵徹等方面得到了廣泛的應(yīng)用。本文分別選用了平紋織物、三維正交機(jī)織物、交織雙軸向緯編針織物，與乙烯基酯樹(shù)脂復(fù)合制成相應(yīng)的三種紡織復(fù)合材料，利用霍普金森壓桿(SHPB)裝置研究其在沖擊載荷下的壓縮性能。 平紋織物層壓復(fù)合材料的高應(yīng)變率壓縮結(jié)果表明：與準(zhǔn)靜態(tài)相比，高應(yīng)變率下的最大應(yīng)力和失效應(yīng)變都較小，而模量較大。這是因?yàn)閺?fù)合材料中樹(shù)脂含量極低，纖維未粘結(jié)完善。準(zhǔn)靜態(tài)壓縮逐步的，漸變式的破

2、壞模式使抗壓能力穩(wěn)定提高；在瞬時(shí)沖擊下，主要取決于弱相的性能，且因材料中存在弱界面，不利于復(fù)合材料中纖維及基體傳遞載荷，而在局部產(chǎn)生應(yīng)力集中很快破壞。 三維正交機(jī)織復(fù)合材料是應(yīng)變率敏感材料：從準(zhǔn)靜態(tài)到高應(yīng)變率范圍，最大應(yīng)力、壓縮模量隨著應(yīng)變率的增大而增大。三維正交結(jié)構(gòu)使復(fù)合材料體現(xiàn)出顯著的各向異性：面外的最大應(yīng)力、失效應(yīng)變、斷裂能密度比面內(nèi)大；面內(nèi)的壓縮模量大于面外，且對(duì)于應(yīng)變率的變化比面外方向敏感。經(jīng)緯向相比，緯向的壓縮性能優(yōu)

3、于經(jīng)向。 等離子體處理對(duì)交織雙軸向緯編針織復(fù)合材料的高應(yīng)變率性能有影響：由于纖維、樹(shù)脂界面結(jié)合的增強(qiáng)，改性后試樣的最大應(yīng)力、壓縮模量和吸能都有較大的提高。復(fù)合材料的壓縮性能具有應(yīng)變率效應(yīng)：隨著應(yīng)變率的增大，材料的各項(xiàng)壓縮性能在數(shù)值上都增大，并且材料的破壞也更為顯著。 比較三種紡織復(fù)合材料的比斷裂應(yīng)變能密度可得：玻璃纖維三維正交機(jī)織復(fù)合材料和UHMWPE交織雙軸向緯編針織復(fù)合材料具有較好的抗沖擊性能。增強(qiáng)體結(jié)構(gòu)的差異是主要