缓冲气囊是以多层涂覆织物材料制成的一种空间充气展开结构。它的缓冲原理是利用着陆时气囊内气体受到压缩来吸收着陆冲击能量,从而达到缓冲的目的。本文以深空探测为应用背景,研究了用于着陆缓冲气囊的纤维编织复合材料(涂覆与未涂覆硅胶的vectran纤维织物,涂覆聚氨酯的kevlar织物)的低速冲击特性。考虑了涂覆材料、增强纤维、冲击速度、厚度,冲头形状与尺寸等因素的影响效应。研究表明,未涂覆硅胶织物的形变失效过程是一个纱线拉伸破坏的过程,其破坏模式主要表现为与冲头接触的主纱线的拉伸破坏,以及与冲头非接触区域纱线的弹塑性变形与滑移。涂覆后单层织物复合材料的破坏模式表现为纤维断裂和拔出,多层材料出现分层、纤维断裂和拔出。韧性较好的vectran纤维编织复合材料表现出明显的纤维断裂;分层和纤维拔出现象。织物复合材料在涂覆前具有更强的抗冲击能力,vectran纤维和kevlar纤维编织复合材料都表现出了应变率敏感性,冲击特性参数随冲击速度的增加呈增大的趋势,相比较而言,vectran纤维编织复合材料的应变率敏感性更明显;织物复合材料的破坏载荷、破坏位移和穿孔能量随铺层数的增加呈增大的趋势。kevlar纤维编织复合材料与vectran纤维编织复合材料的抗冲击能力随冲头直径的增大而增大;vectran织物材料在冲头形状相同时,穿孔能量随冲头直径的增大而增大,冲头形状不相同时,穿孔能量随冲击物的尖锐程度增加而增大。纤维编织复合材料的能量吸收历程可分为三个阶段:线性吸能阶段,稳态吸能阶段,非稳态吸能阶段。在线性吸能阶段,vectran纤维织物和vectran纤维编织复合材料的能量-时间关系曲线的斜率随速度、层数的增大而增大,受冲头形状及大小的影响并不大;kevlar纤维编织复合材料能量吸收曲线的斜率随速度的增大而增大,随层数、冲头形状的变化并不明显。在稳态吸能阶段,纤维相继断裂的能量形成一个稳定的吸能平台,平台的宽度随冲击速度的增大而减小,随层数和冲头大小的增加而增大。