《紡織結構複合材料衝擊動力學》從連續介質、單胞模型和嚴格細觀結構模型三個尺度層次介紹紡織物、紡織結構複合材料衝擊損傷和破壞機理，內容包括：實驗研究二維和三維機織物、針織物、編織物、層壓複合材料、三維機織複合材料、三維針織複合材料、三維編織複合材料的彈道衝擊和低速橫向衝擊性能，採用分析模型和有限元模型計算上述材料的衝擊破壞，在頻域中揭示複合材料的衝擊損傷機理和結構穩定性。相關研究工作將可以有效指導柔性紡織材料、剛性紡織結構複合材料在衝擊載入和防護領域中的套用。 《紡織結構複合材料衝擊動力學》可供紡織科學與工程、複合材料力學和衝擊動力學等領域的高校師生和相關專業科研人員閱讀，也可供衝擊防護領域的工程人員參考。
基本介紹
- 書名：紡織結構複合材料衝擊動力學
- 出版社：科學出版社
- 頁數：549頁
- 開本：16
- 品牌：科學出版社
- 作者：顧伯洪 孫寶忠
- 出版日期：2012年1月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：9787030332455
基本介紹,內容簡介,作者簡介,圖書目錄,
基本介紹
內容簡介
《紡織結構複合材料衝擊動力學》由科學出版社出版。
作者簡介
顧伯洪，1967年出生於江蘇省武進縣，1996年獲中國紡織大學(現更名為：東華大學)紡織材料專業博士學位，現為東華大學紡織學院教授。主要研究紡織結構複合材料衝擊動力學、紡織材料結構性能和紡織品結構設計等。近5年以通訊作者名義在Philosophical Magazine，AIAA Journal和Journal of Composite Materialss等SCI期刊上發表論文50篇。承擔並完成國家自然科學基金項目和教育部科學研究重大項目多項。入選教育部新世紀優秀人才計畫，獲“上海市曙光學者”稱號，獲寶鋼優秀教師獎，是2009年全國百篇優秀博士學位論文指導教師。
孫寶忠，1978年出生於山東省曹縣，2006年獲東華大學紡織材料專業博士學位，現為東華大學紡織學院教授，任東華大學紡織學院高技術紡織品系副主任、輕質結構複合材料研究所副所長。主要研究紡織品結構和性能、輕質結構複合材料製備及力學、纖維集合體構造及力學、材料系統的頻域分析、有限元計算和模擬等。近5年發表國際SCI期刊論文三十多篇，主持國家自然基金委員會、教育部、上海市科學技術委員會、上海市教育發展基金委員會課題共7項。先後獲得“上海市晨光學者”、“上海市青年科技啟明星”、“全國優秀博士學位論文獎”等榮譽。
孫寶忠，1978年出生於山東省曹縣，2006年獲東華大學紡織材料專業博士學位，現為東華大學紡織學院教授，任東華大學紡織學院高技術紡織品系副主任、輕質結構複合材料研究所副所長。主要研究紡織品結構和性能、輕質結構複合材料製備及力學、纖維集合體構造及力學、材料系統的頻域分析、有限元計算和模擬等。近5年發表國際SCI期刊論文三十多篇，主持國家自然基金委員會、教育部、上海市科學技術委員會、上海市教育發展基金委員會課題共7項。先後獲得“上海市晨光學者”、“上海市青年科技啟明星”、“全國優秀博士學位論文獎”等榮譽。
圖書目錄
序
前言
第1章 緒論
1.1 紡織結構複合材料在衝擊防護領域中的套用
1.2 紡織複合材料衝擊動力學研究現狀
1.3 紡織結構複合材料衝擊載入基本性質
1.3.1 高應變率載入測試
1.3.2 單向、層合板及二維紡織結構複合材料在高應變率下的力學性能研究
1.4 紡織複合材料彈道侵徹性質
1.5 本書目標
參考文獻
第2章 紡織結構複合材料衝擊動力學的相關知識
2.1 高性能纖維
2.1.1 玻璃纖維
2.1.2 高強聚乙烯醇纖維
2.1.3 玄武岩纖維
2.1.4 芳綸纖維
2.1.5 碳纖維
2.1.6 其他纖維
2.2 織物幾何結構與表征
2.2.1 機織物的幾何結構和表征
2.2.2 針織物的幾何結構和表征
2.2.3 編織物的幾何結構和表征
2.3 紡織結構複合材料
2.3.1 複合材料力學基礎知識
2.3.2 二維紡織複合材料剛度
2.3.3 三維紡織複合材料剛度
2.3.4 紡織層壓複合材料強度
2.4 衝擊測試技術
2.4.1 Hopkinson桿測試技術與數據時頻處理
2.4.2 彈道侵徹測試技術
參考文獻
第3章 纖維材料力學性質應變率效應
3.1 纖維束力學性能的Weibull統計理論
3.2 纖維束力學性質的應變率效應
3.2.1 玻璃纖維力學性質應變率效應
3.2.2 高強聚乙烯醇(PVA)纖維力學性質應變率效應
3.2.3 玄武岩纖維力學性質應變率效應
3.2.4 芳綸纖維力學性質應變率效應
3.2.5 碳纖維力學性質應變率效應
參考文獻
第4章 三維紡織結構複合材料力學性質、應變率效應和頻域特徵
4.1 三維機織複合材料
4.1.1 實驗原料
4.1.2 三維機織物試樣規格及主要設計參數
4.1.3 三維機織複合材料在不同應變率下的動態壓縮實驗
4.1.4 三維機織複合材料在不同應變率下的破壞模式
4.2 三維針織複合材料
4.2.1 實驗原料
4.2.2 多軸向經編織物試樣規格及主要設計參數
4.2.3 多層多軸向經編針織複合材料在不同應變率下的動態壓縮實驗
4.2.4 多層多軸向經編針織複合材料在不同應變率下的破壞模式
4.3 三維編織複合材料
4.3.1 實驗原料
4.3.2 四步法1×1三維編織物試樣規格及主要設計參數
4.3.3 四步法1×1三維編織複合材料在不同應變率下的動態壓縮實驗
4.3.4 四步法1×1三維編織複合材料在不同應變率下的破壞模式
4.4 機織針織混雜材料
4.4.1 機織針織共混結構織物及其複合材料
4.4.2 衝擊拉伸實驗
4.4.3 拉伸實驗結果
4.5 基於系統函式的應變率效應分析
4.5.1 引言
4.5.2 三維紡織複合材料系統建模方法
4.5.3 三維機織複合材料的頻率回響特性和穩定性
4.5.4 多層多軸向經編針織複合材料頻率回響特性和穩定性
4.5.5 四步法三維編織複合材料頻率回響特性和穩定性
4.5.6 機織針織共混複合材料頻率回響特性和穩定性
4.5.7 連續系統與Laplace變換分析法
4.5.8 有關問題探討
4.6 複合材料衝擊損傷頻域分析
4.6.1 引言
4.6.2 CWK複合材料衝擊拉伸的FFT分析
4.6.3 CWK複合材料衝擊拉伸的HHT分析
參考文獻
第5章 二維平紋機織物彈道衝擊能量吸收
5.1 分析模型
5.1.1 橫向衝擊下無限長單紗對彈體能量的吸收
5.1.2 單根主紗應變能
5.1.3 受約束紗線對彈體能量的吸收
5.1.4 單層交叉但不交織織物對彈體能量的吸收
5.1.5 單層平紋織物對彈體能量的吸收
5.1.6 彈道侵徹時間
5.1.7 算例和驗證
5.2 連續介質假設的有限元模型與計算
5.2.1 織物連續介質假設有限元建模
5.2.2 有限元計算結果
5.3 真實細觀結構的有限元模型與計算
5.3.1 紗線、織物、彈頭幾何模型建立
5.3.2 靶板侵徹有限元模型
5.3.3 實體單元有限元模型計算結果
參考文獻
第6章 三維機織物彈道侵徹破壞
6.1 三維正交機織物彈道侵徹破壞分析模型
6.1.1 三維正交機織物
6.1.2 彈道侵徹測試
6.1.3 纖維束應變率效應
6.1.4 分析模型計算
6.2 三維正交機織物彈道侵徹破壞有限元模型
6.2.1 背景知識介紹
6.2.2 三維正交機織物的細觀結構模型
6.2.3 幾何有限元模型
6.2.4 結果和討論
6.3 三維角聯鎖機織物彈道侵徹破壞分析模型
6.3.1 三維角聯鎖機織物
6.3.2 彈道侵徹測試
6.3.3 分析模型計算
6.4 三維角聯鎖機織物彈道侵徹破壞有限元模型
6.4.1 有限元模型的建立
6.4.2 結果和討論
參考文獻
第7章 二維層壓複合材料彈道衝擊損傷有限元模型計算
7.1 層壓防彈複合材料基本結構特徵
7.2 有限元模型基本結構
7.3 有限元模型計算
參考文獻
第8章 三維正交機織複合材料彈道衝擊破壞
8.1 單胞模型
8.1.1 三維正交機織複合材料的剛度/柔度矩陣
8.1.2 三維正交機織複合材料的材料子程式和破壞準則
8.1.3 三維正交機織複合材料彈道侵徹有限元計算結果
8.2 細觀結構模型
8.2.1 三維正交機織細觀結構模型
8.2.2 彈道侵徹過程有限元計算結果
參考文獻
第9章 三維角聯鎖機織複合材料彈道侵徹破壞
9.1 單胞模型
9.1.1 三維角聯鎖機織複合材料的剛度/柔度矩陣
9.1.2 三維角聯鎖機織複合材料的材料子程式和破壞準則
9.1.3 三維角聯鎖機織複合材料彈道侵徹有限元計算結果
9.2 纖維傾斜模型
9.2.1 三維角聯鎖紡織複合材料的纖維傾斜模型
9.2.2 三維角聯鎖機織複合材料的破壞準則
9.2.3 三維角聯鎖機織複合材料彈道侵徹有限元計算結果
9.3 多尺度結構模型
9.3.1 三維角聯鎖機織複合材料彈道侵徹實驗
9.3.2 三維角聯鎖機織複合材料多尺度結構模型
9.3.3 運算時間
9.3.4 有限元計算結果與討論
參考文獻
第10章 三維編織複合材料彈道侵徹破壞
10.1 連續介質簡化模型
10.2 連續介質精細模型
10.3 細觀結構模型
參考文獻
第11章 三維多軸向針織複合材料彈道侵徹破壞
11.1 單胞模型
11.1.1 單胞模型的線彈性剛度/柔度矩陣
11.1.2 複合材料彈塑性剛度/柔度矩陣
11.1.3 臨界損傷面積(CDA)失效理論
11.1.4 樹脂/纖維的退化和失效
11.1.5 單胞均勻化
11.1.6 有限元數值模擬
11.1.7 有限元模型
11.1.8 彈體的剩餘速度
11.1.9 彈體在穿透過程中加速度情況
11.1.10 彈體在穿透過程中的能量損失情況
11.1.11 應力波在複合材料靶板中的傳播和擴散
11.1.12 複合材料靶板的破壞演化
11.1.13 複合材料靶板的破壞模式與分析
11.2 細觀結構簡化模型
11.2.1 針織結構分析
11.2.2 基本假設
11.2.3 簡化方法
11.2.4 針織紗與樹脂組合等效模型力學參數的確定
11.2.5 樹脂和纖維的應力^應變關係
11.2.6 細觀結構簡化模型的建立
11.2.7 雙軸向經編針織複合材料彈道侵徹有限元模型
11.2.8 彈道侵徹有限元計算結果及討論
參考文獻
第12章 織物彈道侵徹性能影響因素
12.1 二維平紋織物彈道侵徹性能影響因素
12.1.1 纖維材料應變率效應
12.1.2 靶板直徑對彈道衝擊模型結果的影響
12.1.3 子彈彈著點位置對彈道衝擊模型結果的影響
12.2 三維機織物彈道侵徹性能影響因素
12.2.1 纖維特性
12.2.2 織物結構
12.2.3 子彈幾何形狀
12.2.4 子彈速度
12.2.5 織物層數
12.2.6 織物靶體尺寸及固定方式
12.2.7 摩擦力
參考文獻
第13章 紡織結構複合材料彈道衝擊性能比較
13.1 三維機織複合材料彈道侵徹性能影響因素
13.1.1 纖維和基體材料性能以及子彈形狀的影響
13.1.2 靶厚和纖維體積分布的影響
13.1.3 應變率的影響
13.2 各類紡織結構複合材料彈道衝擊性能比較
參考文獻
第14章 三維紡織結構複合材料橫向衝擊性能
14.1 三維機織複合材料橫向衝擊性能
14.1.1 三維正交機織複合材料的橫向衝擊測試及結果
14.1.2 三維正交機織複合材料的橫向衝擊的有限元計算
14.2 三維編織複合材料橫向衝擊性能
14.2.1 簡化單胞模型
14.2.2 有限元模擬
14.2.3 實驗和有限元結果
14.3 三維針織複合材料橫向衝擊性能
14.3.1 實驗概述
14.3.2 實驗結果與討論
14.3.3 三維多重混雜針織結構複合材料細觀力學結構模型
14.3.4 複合材料衝擊性質有限元計算
參考文獻
第15章 總結和展望
15.1 研究總結
15.1.1 學術成績1
15.1.2 學術成績2
15.1.3 學術成績3
15.2 今後工作展望
15.2.1 目前工作現狀
15.2.2 今後工作展望
參考文獻
致謝
索引
前言
第1章 緒論
1.1 紡織結構複合材料在衝擊防護領域中的套用
1.2 紡織複合材料衝擊動力學研究現狀
1.3 紡織結構複合材料衝擊載入基本性質
1.3.1 高應變率載入測試
1.3.2 單向、層合板及二維紡織結構複合材料在高應變率下的力學性能研究
1.4 紡織複合材料彈道侵徹性質
1.5 本書目標
參考文獻
第2章 紡織結構複合材料衝擊動力學的相關知識
2.1 高性能纖維
2.1.1 玻璃纖維
2.1.2 高強聚乙烯醇纖維
2.1.3 玄武岩纖維
2.1.4 芳綸纖維
2.1.5 碳纖維
2.1.6 其他纖維
2.2 織物幾何結構與表征
2.2.1 機織物的幾何結構和表征
2.2.2 針織物的幾何結構和表征
2.2.3 編織物的幾何結構和表征
2.3 紡織結構複合材料
2.3.1 複合材料力學基礎知識
2.3.2 二維紡織複合材料剛度
2.3.3 三維紡織複合材料剛度
2.3.4 紡織層壓複合材料強度
2.4 衝擊測試技術
2.4.1 Hopkinson桿測試技術與數據時頻處理
2.4.2 彈道侵徹測試技術
參考文獻
第3章 纖維材料力學性質應變率效應
3.1 纖維束力學性能的Weibull統計理論
3.2 纖維束力學性質的應變率效應
3.2.1 玻璃纖維力學性質應變率效應
3.2.2 高強聚乙烯醇(PVA)纖維力學性質應變率效應
3.2.3 玄武岩纖維力學性質應變率效應
3.2.4 芳綸纖維力學性質應變率效應
3.2.5 碳纖維力學性質應變率效應
參考文獻
第4章 三維紡織結構複合材料力學性質、應變率效應和頻域特徵
4.1 三維機織複合材料
4.1.1 實驗原料
4.1.2 三維機織物試樣規格及主要設計參數
4.1.3 三維機織複合材料在不同應變率下的動態壓縮實驗
4.1.4 三維機織複合材料在不同應變率下的破壞模式
4.2 三維針織複合材料
4.2.1 實驗原料
4.2.2 多軸向經編織物試樣規格及主要設計參數
4.2.3 多層多軸向經編針織複合材料在不同應變率下的動態壓縮實驗
4.2.4 多層多軸向經編針織複合材料在不同應變率下的破壞模式
4.3 三維編織複合材料
4.3.1 實驗原料
4.3.2 四步法1×1三維編織物試樣規格及主要設計參數
4.3.3 四步法1×1三維編織複合材料在不同應變率下的動態壓縮實驗
4.3.4 四步法1×1三維編織複合材料在不同應變率下的破壞模式
4.4 機織針織混雜材料
4.4.1 機織針織共混結構織物及其複合材料
4.4.2 衝擊拉伸實驗
4.4.3 拉伸實驗結果
4.5 基於系統函式的應變率效應分析
4.5.1 引言
4.5.2 三維紡織複合材料系統建模方法
4.5.3 三維機織複合材料的頻率回響特性和穩定性
4.5.4 多層多軸向經編針織複合材料頻率回響特性和穩定性
4.5.5 四步法三維編織複合材料頻率回響特性和穩定性
4.5.6 機織針織共混複合材料頻率回響特性和穩定性
4.5.7 連續系統與Laplace變換分析法
4.5.8 有關問題探討
4.6 複合材料衝擊損傷頻域分析
4.6.1 引言
4.6.2 CWK複合材料衝擊拉伸的FFT分析
4.6.3 CWK複合材料衝擊拉伸的HHT分析
參考文獻
第5章 二維平紋機織物彈道衝擊能量吸收
5.1 分析模型
5.1.1 橫向衝擊下無限長單紗對彈體能量的吸收
5.1.2 單根主紗應變能
5.1.3 受約束紗線對彈體能量的吸收
5.1.4 單層交叉但不交織織物對彈體能量的吸收
5.1.5 單層平紋織物對彈體能量的吸收
5.1.6 彈道侵徹時間
5.1.7 算例和驗證
5.2 連續介質假設的有限元模型與計算
5.2.1 織物連續介質假設有限元建模
5.2.2 有限元計算結果
5.3 真實細觀結構的有限元模型與計算
5.3.1 紗線、織物、彈頭幾何模型建立
5.3.2 靶板侵徹有限元模型
5.3.3 實體單元有限元模型計算結果
參考文獻
第6章 三維機織物彈道侵徹破壞
6.1 三維正交機織物彈道侵徹破壞分析模型
6.1.1 三維正交機織物
6.1.2 彈道侵徹測試
6.1.3 纖維束應變率效應
6.1.4 分析模型計算
6.2 三維正交機織物彈道侵徹破壞有限元模型
6.2.1 背景知識介紹
6.2.2 三維正交機織物的細觀結構模型
6.2.3 幾何有限元模型
6.2.4 結果和討論
6.3 三維角聯鎖機織物彈道侵徹破壞分析模型
6.3.1 三維角聯鎖機織物
6.3.2 彈道侵徹測試
6.3.3 分析模型計算
6.4 三維角聯鎖機織物彈道侵徹破壞有限元模型
6.4.1 有限元模型的建立
6.4.2 結果和討論
參考文獻
第7章 二維層壓複合材料彈道衝擊損傷有限元模型計算
7.1 層壓防彈複合材料基本結構特徵
7.2 有限元模型基本結構
7.3 有限元模型計算
參考文獻
第8章 三維正交機織複合材料彈道衝擊破壞
8.1 單胞模型
8.1.1 三維正交機織複合材料的剛度/柔度矩陣
8.1.2 三維正交機織複合材料的材料子程式和破壞準則
8.1.3 三維正交機織複合材料彈道侵徹有限元計算結果
8.2 細觀結構模型
8.2.1 三維正交機織細觀結構模型
8.2.2 彈道侵徹過程有限元計算結果
參考文獻
第9章 三維角聯鎖機織複合材料彈道侵徹破壞
9.1 單胞模型
9.1.1 三維角聯鎖機織複合材料的剛度/柔度矩陣
9.1.2 三維角聯鎖機織複合材料的材料子程式和破壞準則
9.1.3 三維角聯鎖機織複合材料彈道侵徹有限元計算結果
9.2 纖維傾斜模型
9.2.1 三維角聯鎖紡織複合材料的纖維傾斜模型
9.2.2 三維角聯鎖機織複合材料的破壞準則
9.2.3 三維角聯鎖機織複合材料彈道侵徹有限元計算結果
9.3 多尺度結構模型
9.3.1 三維角聯鎖機織複合材料彈道侵徹實驗
9.3.2 三維角聯鎖機織複合材料多尺度結構模型
9.3.3 運算時間
9.3.4 有限元計算結果與討論
參考文獻
第10章 三維編織複合材料彈道侵徹破壞
10.1 連續介質簡化模型
10.2 連續介質精細模型
10.3 細觀結構模型
參考文獻
第11章 三維多軸向針織複合材料彈道侵徹破壞
11.1 單胞模型
11.1.1 單胞模型的線彈性剛度/柔度矩陣
11.1.2 複合材料彈塑性剛度/柔度矩陣
11.1.3 臨界損傷面積(CDA)失效理論
11.1.4 樹脂/纖維的退化和失效
11.1.5 單胞均勻化
11.1.6 有限元數值模擬
11.1.7 有限元模型
11.1.8 彈體的剩餘速度
11.1.9 彈體在穿透過程中加速度情況
11.1.10 彈體在穿透過程中的能量損失情況
11.1.11 應力波在複合材料靶板中的傳播和擴散
11.1.12 複合材料靶板的破壞演化
11.1.13 複合材料靶板的破壞模式與分析
11.2 細觀結構簡化模型
11.2.1 針織結構分析
11.2.2 基本假設
11.2.3 簡化方法
11.2.4 針織紗與樹脂組合等效模型力學參數的確定
11.2.5 樹脂和纖維的應力^應變關係
11.2.6 細觀結構簡化模型的建立
11.2.7 雙軸向經編針織複合材料彈道侵徹有限元模型
11.2.8 彈道侵徹有限元計算結果及討論
參考文獻
第12章 織物彈道侵徹性能影響因素
12.1 二維平紋織物彈道侵徹性能影響因素
12.1.1 纖維材料應變率效應
12.1.2 靶板直徑對彈道衝擊模型結果的影響
12.1.3 子彈彈著點位置對彈道衝擊模型結果的影響
12.2 三維機織物彈道侵徹性能影響因素
12.2.1 纖維特性
12.2.2 織物結構
12.2.3 子彈幾何形狀
12.2.4 子彈速度
12.2.5 織物層數
12.2.6 織物靶體尺寸及固定方式
12.2.7 摩擦力
參考文獻
第13章 紡織結構複合材料彈道衝擊性能比較
13.1 三維機織複合材料彈道侵徹性能影響因素
13.1.1 纖維和基體材料性能以及子彈形狀的影響
13.1.2 靶厚和纖維體積分布的影響
13.1.3 應變率的影響
13.2 各類紡織結構複合材料彈道衝擊性能比較
參考文獻
第14章 三維紡織結構複合材料橫向衝擊性能
14.1 三維機織複合材料橫向衝擊性能
14.1.1 三維正交機織複合材料的橫向衝擊測試及結果
14.1.2 三維正交機織複合材料的橫向衝擊的有限元計算
14.2 三維編織複合材料橫向衝擊性能
14.2.1 簡化單胞模型
14.2.2 有限元模擬
14.2.3 實驗和有限元結果
14.3 三維針織複合材料橫向衝擊性能
14.3.1 實驗概述
14.3.2 實驗結果與討論
14.3.3 三維多重混雜針織結構複合材料細觀力學結構模型
14.3.4 複合材料衝擊性質有限元計算
參考文獻
第15章 總結和展望
15.1 研究總結
15.1.1 學術成績1
15.1.2 學術成績2
15.1.3 學術成績3
15.2 今後工作展望
15.2.1 目前工作現狀
15.2.2 今後工作展望
參考文獻
致謝
索引
