多维多向纺织复合材料抗冲击性能试验研究

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纺织结构复合材料具有优越的性能,有广阔的发展前景。但在织造、使用和维护过程中受到外来物体的低速冲击时,容易造成结构的内部损伤和承载能力的下降,给实际应用带来隐患。因此,有必要对纺织复合材料的冲击破坏行为进行试验研究和理论分析。   本课题选取四种典型的织物:层合织物、2.5D机织物、机织三向织物和三维编织物作为复合材料增强体。复合之后进行低能量、不冲破的低速冲击试验,分析冲击损伤行为。随后进行冲击后压缩试验,通过试验分析结果,比较四种结构复合材料冲击性能的优良,并建立织物结构和抗冲击性能之间的关系。   复合材料冲击性能可以分为抗冲击性和耐冲击性两个部分。冲击试验的分析侧重于抗冲击性能的研究,冲击后压缩试验则是侧重于材料损伤容限的研究。   试验研究和分析结果表明:   1、机织三向复合材料不容易产生损伤,具有最好的抗冲击性能,三维编织复合材料的抗损伤能力较差,抗冲击性能最弱。   2、冲击后压缩试验结果显示,三维编织复合材料层间连接程度最好,其剩余压缩强度最大,冲击损伤容限最好。层合复合材料的层间性能最差,剩余压缩强度较小,耐冲击性能差。   3、纺织结构复合材料的冲击损伤有基体开裂、破碎和脱落、界面脱粘、纤维抽拔断裂,其冲击破坏过程就是这些基本损伤形式的形成和扩展过程。冲击后压缩的破坏大都是穿过冲击损伤区域的。
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