纺织学报2020，Vol.41Issue(8) ：32-38.DOI:10.13475/j.fzxb.20190803007

球形弹体冲击下三维正交机织物结构破坏机制有限元分析

Finite element analysis on structural failure mechanism of three-dimensional orthogonal woven fabrics subjected to impact of spherical projectile

武鲜艳 申屠宝卿 马倩 金利民 张威 谢胜
纺织学报2020，Vol.41Issue(8) ：32-38.DOI:10.13475/j.fzxb.20190803007
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球形弹体冲击下三维正交机织物结构破坏机制有限元分析

Finite element analysis on structural failure mechanism of three-dimensional orthogonal woven fabrics subjected to impact of spherical projectile

武鲜艳 1申屠宝卿 2马倩 3金利民 4张威 5谢胜6
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作者信息

  • 1. 浙江大学 化学工程与生物工程学院,浙江 杭州 310027;嘉兴学院 材料与纺织工程学院,浙江嘉兴 314001;浙江双箭橡胶股份有限公司,浙江 嘉兴 314513
  • 2. 浙江大学 化学工程与生物工程学院,浙江 杭州 310027
  • 3. 盐城工业职业技术学院 纺织服装学院,江苏 盐城 224005
  • 4. 中国科学院 上海高等研究院,上海 201204
  • 5. 东华大学 纺织学院,上海 201620
  • 6. 嘉兴学院 材料与纺织工程学院,浙江嘉兴 314001
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摘要

为深入研究抗冲击三维正交机织物的破坏机制,通过有限元建模分析,以三维正交机织物为靶体,在纱线尺度细观结构模型上计算其在不同初始速度球形弹体冲击下的渐进破坏过程.对不同初始速度下球形弹体的速度和加速度变化历程、各纱线系统吸能比例、材料渐进破坏过程以及最终破坏形态等进行分析.结果表明:平直排列的纱线系统在吸收与耗散球形弹体冲击能量的过程中发挥重要作用,可使能量以很快的应力波速扩展到三维正交机织物靶体的大面积区域,并提高吸能效果;球形弹体初始速度为100 m/s时,经、纬、Z纱系统可分别吸收总能量的39.6％、48.37％、12.03％,经、纬纱系统为三维正交机织物靶体抵抗冲击力过程中的主要承力部位;通过增加纱线层数、织物体积及织造密度等可提高三维正交机织物材料的抗冲击性能.

关键词

三维正交机织物/球形弹体/破坏机制/有限元分析

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基金项目

国家自然科学基金(51805210)

国家自然科学基金(11702113)

中国博士后科学基金(2019M652075)

浙江省纱线材料成形与复合加工技术研究重点实验室开放基金(MTC2019-11)

嘉兴市科技计划项目(2019AD32005)

出版年

2020
纺织学报
中国纺织工程学会

纺织学报

CSTPCDCSCD北大核心EI
影响因子：0.699
ISSN：0253-9721
被引量2
参考文献量3
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