双轴向多层经编针织复合材料弹道侵彻破坏

       本文介绍双轴向多层经编针织复合材料在刚性弹体侵彻作用下的靶体破坏实验测试结果和有限元计算结果，并与三维正交机织复合材料弹道冲击性能作对比，分析两类复合材料弹道侵彻破坏的特点。建立双轴向针织复合材料单胞结构模型和细观结构模型，编写双轴向针织复合材料刚度矩阵和临界失效面积准则用户予程序，联合商用有限元程序包ABAQUS数值模拟弹道冲击破坏过程，分析复合材料靶体弹道侵彻破坏机理。
        复合材料因轻质高强特点被越来越多地用于防护领域，尤其是三维纺织结构复合材料。三维纺织结构复合材料是以三维纺织预成型体作为增强结构的复合材料。三维纺织结构复合材料具有增强结构的整体性和存在贯穿于厚度方向的纤维束，具有极高的断裂韧性和抗分层能力，在冲击载荷下不发生分层现象并具有较高的冲击损伤容限。借助三维纺织结构复合材料极为重要的预成型体净型(net-shape)制造特点，可以对特殊部位的异型结构件进行一次成型制造，避免因材料拼接而导致的结构缺陷。三维纺织结构复合材料在飞行器、高速车辆和弹道防护材料等涉及冲击加载或高频加载的极端加载场合中有极大的应用潜力。高性能纤维（如kevlar⑧纤维）的发展进一步促进了纤维增强复合材料在冲击防护领域的应用，如涡轮叶片牵制机构，机身保护装置和防弹衣等。早在1991年，就研究了玻璃纤维增强复合材料(GFRP)层压板在弹道冲击后的剩余强度。对复合材料层压板在较低速弹道冲击下的力学性能做了全面系统的总结。
       近年来，关于纤维增强复合材料弹道冲击方面的研究很多。总结影响弹道冲击性能的一系列因素，如子弹的几何尺寸、速度、纱线性能、织物结构、边界条件的定义、层合板的铺层数和摩擦性能等。研究一系列三维编织复合材料在锥形圆柱钢弹冲击下的弹道侵彻破坏性能，探讨影响织物及其复合材料弹道侵彻的因素。另有许多研究者对纺织结构复合材料弹道侵彻性能进行深入研究。但目前工作更多关注于层合板、机织复合材料和编织复合材料，对针织复合材料弹道冲击性能研究较少。

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