《柔性機織複合材料頂破失效多尺度損傷模型》是依託蘇州大學，由王萍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：柔性機織複合材料頂破失效多尺度損傷模型
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王萍
- 依託單位：蘇州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
柔性機織複合材料以其輕質高強、適用性廣等優勢，廣泛套用於土工膜布、軍用帳篷、輸油管道等領域。柔性機織複合材料是由機織物增強體和塗層兩部分組成。本項目以柔性機織複合材料頂破性能為主要研究對象，從纖維層面，立足於機織物增強體的經緯紗交織點，構建柔性機織複合材料頂破損傷的力學模型。首先，假定機織物經緯紗之間不存在摩擦，構建機織物頂破損傷理想力學模型；在此理想模型的基礎上，考慮交織點之間的摩擦，分析摩擦在機織物頂破性能的重要作用，並構建機織物頂破損傷的力學模型；最後，考慮柔性機織複合材料的塗層對頂破性能的影響，最終建立柔性機織複合材料頂破損傷的力學模型。在該力學模型中，紗線的失效是以纖維的漸進損傷模型為基礎的，充分考慮纖維的強度離散性以及斷裂不同時性，更加真實客觀地反映柔性機織複合材料的頂破漸進失效過程。多尺度柔性機織複合材料頂破損傷模型，可以為最佳化設計柔性機織複合材料的力學性能提供理論依據。
結題摘要
柔性機織複合材料是複合材料的主要重要分支，在航空航天、能源動力、交通運輸、個體防護等各個領域具有廣闊的套用前景。由於柔性機織複合材料的結構特徵，在承載過程中呈現明顯的大變形和非線性，對其理論定量分析相對困難，而仍以傳統實驗表征為主。本項目立足於柔性機織複合材料在使用過程中經常遇到的岩石、砂礫對其造成的頂破損傷形式，通過構建理論分析模型，定量分析機織物的主要結構參數對其頂破性能的影響，剖析機織物及其增強柔性複合材料的頂破損傷機制。主要研究工作可以概括為以下三個方面：從理想和非理想交織點兩個角度對機織物頂破性能進行理論研究，定量分析摩擦在頂破性能中的作用；研究兩種塗層方式(聚氨酯塗層和STF浸漬)對機織物頂破性能的影響；採用有限元分析方法定量分析機織物主要結構參數對頂破性能的影響。主要的研究結論包括：經緯紗之間的摩擦效應在提高機織物頂破性能方面發揮著非常顯著的增強作用，即凡是可以增大或增強經緯紗交織點摩擦效應的結構因素都可以顯著提高機織物的頂破損傷容限；表面塗層和浸漬塗層兩種增強方式都可以顯著提高機織物的頂破性能。該項目的順利開展為高頂破容限機織物的結構最佳化設計提供了理論依據，定量研究了各主要結構參數對頂破性能的影響，通過能量分析手段研究了機織物的頂破損傷過程，從能量角度揭示機織物及其增強柔性複合材料的頂破損傷機理，為機織物的工程套用打下堅實的理論基礎。
