汪金花
,
方芳
,
杨格
,
吴利伟
,
孙宝忠
复合材料学报
为了深入理解三维正交机织复合材料(3DOWC)疲劳性能,改进材料抗疲劳设计,结合三维正交机织复合材料试样经纱方向准静态三点弯曲及60％应力水平下的三点弯曲疲劳实验与ABAQUS有限元软件,构建了全尺寸三维实体模型,研究了三维正交机织复合材料在低周循环载荷下的弯曲疲劳性能,经分析得到循环加载下模型应力分布情况和疲劳损伤形态.结果表明:经纱为材料最重要的承载部件,中间加载区域为材料应力集中区,损伤主要位于应力集中区的Z纱通道处的经纱上,随着循环增加,逐渐在中心加载区域的上部和下部形成三角形损伤区域,该研究在复合材料设计与优化中具有指导意义.
关键词:
三维正交机织复合材料
,
低周弯曲疲劳
,
力学性能
,
有限元分析
,
应力分布
,
疲劳损伤
陆振乾
,
吴利伟
,
孙宝忠
,
顾伯洪
复合材料学报
针对传统个体防护材料刚硬、限制人体活动的缺点,设计了2种柔性复合材料:剪切增稠液(STF)和硅橡胶填充经编间隔织物(WKSF)柔性复合材料,并对其冲击性能进行研究.WKSF具有上、下两个表层和间隔丝构成的间隔层,在其间隔层中加入STF和硅橡胶2种柔性材料.STF采用将纳米SiO2分散于聚乙二醇(PEG)中制成,硅橡胶采用硅胶和固化剂混合而成.采用流变仪对STF的流变性能进行测试,采用Instron落锤冲击仪对WKSF及其复合材料的冲击性能进行测试.实验表明:STF在达到临界剪切速率后出现剪切增稠现象,纯织物的冲击过程可分为弹性、平台和压实3个阶段,且具有明显的平台阶段;经填充后所制成的2种复合材料的冲击过程与纯织物明显不同,其载荷-位移曲线呈线性;加入硅橡胶的复合材料刚度较大,没有应变率效应;加入STF的复合材料具有较好的能量吸收性能和明显的应变率效应.
关键词:
经编间隔织物
,
剪切增稠液
,
硅橡胶
,
柔性复合材料
,
冲击性能
