为探究爆炸载荷下纤维织物的动态响应与失效行为,对3种平纹纤维织物进行了准静态及高应变率拉伸试验,获取了织物的力学性能参数,建立了织物材料的本构模型.采用任意欧拉-拉格朗日算法(ALE)算法,建立了织物爆炸冲击数值分析模型,研究了爆炸载荷下纤维织物的动态响应过程和失效模式,并与试验结果进行了对比,验证了模型的有效性,得到了织物的变形峰值与比例距离之间的关系以及混杂层叠织物中各织物的吸能量.结果表明,3种织物表现出不同程度的应变率敏感性,芳纶和超高分子量聚乙烯(Ultra-high molecular weight polyethylene,UHMWPE)纤维织物的失效应变和极限强度都随应变率的增加而增大,应变率效应明显,碳纤维织物的极限强度略有增加,应变率效应不明显.数值分析得到了与试验相同的织物失效模式:中心破孔和简支边界撕裂.在所研究工况范围内,织物的变形峰值与比例距离成反比例关系,且变形峰值超过39 mm时背爆面织物会发生失效;UHMWPE纤维织物层的比吸能达到24.7 J/g,分别是芳纶织物和碳纤织物的4.3倍和8.5倍.
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