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经编多轴向针织复合材料高应变率下的拉伸性能研究

荣健  
【摘要】:多轴向经编织物是一种新型结构的织物,通过经平或编链地组织将多层多方向平行铺层的纤维束绑缚在一起,形成完整的织物结构。由于织物中的纤维束平直伸展,因此避免了传统机织物由于纱线交织引起的纤维束扭曲歪斜而造成的织物强力损失,使纱线强力得以充分利用。 本文使用多轴向经编玻璃纤维织物,与环氧树脂通过手糊成型工艺制成纤维增强复合材料。使用SHPB(Split Hopkinson Pressure Bar)试验装置,沿纱线铺层不同取向(0°,90°,±45°)对材料进行了应变率为1100s~(-1)~2200s~(-1)的动态冲击拉伸试验,使用MTS 810材料试验机对材料进行了准静态下的拉伸试验。 试验结果表明,随着应变率的增加,材料各个方向的失效应力与失效应变均呈现随应变率增加而增大的趋势,而且材料在各个方向高应变率下的失效应力均显著高于静态值,表现出材料对应变率的敏感性。 对于试样的拉伸破坏形态,在静态拉伸时表现为基体斜向剪切破坏,在高应变率下则是拉伸方向上树脂基体碎裂与纤维束断裂与抽拔。 本论文的研究结果进一步加深了人们多轴向经编针织复合材料的动态力学性能的理解,为该类复合材料的实际应用提供了理论依据。


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