三维编织复合材料低速冲击性能研究

"这篇论文探讨了三维编织结构对低速冲击性能的影响，研究了不同编织方式的复合材料在遭受低速冲击时的响应差异。作者通过实验分析了三维四向、三维五向和三维六向编织结构复合材料的抗冲击性能，并揭示了编织结构与冲击性能之间的关系。" 三维编织结构的复合材料是现代工程领域的一种重要创新，它克服了传统层板复合材料的诸多弱点，如开裂敏感、损伤扩展速度快、厚度方向强度低以及抗冲击性能不佳。然而，这些材料在实际应用中可能会遇到低速冲击，导致内部损伤并减弱承载能力，对结构安全构成潜在风险。因此，理解并优化三维编织复合材料的低速冲击性能至关重要。 本研究由杨灵敏、焦亚男等人进行，他们利用Instron Dynatup9200冲击试验机对高强玻璃纤维增强环氧树脂基的三维编织结构复合材料进行了实验。结果显示，不同编织结构在低速冲击下的表现存在显著差异。三维六向编织结构在承受主要损伤时需要的冲击载荷和能量最大，同时损伤持续时间最短，吸收的能量相对最少，这表明其在抵抗冲击方面的性能优于三维四向和五向编织结构。 现有的研究多集中于三维编织复合材料在弹道冲击和高速侵彻情况下的性能，而对于低速冲击的研究相对较少。例如，Jenq等人通过准静态侵彻载荷-位移曲线分析了玻纤/环氧三维编织复合材料的破坏模式，而顾伯洪和徐静怡则利用有限元模拟探讨了这类材料的弹道冲击破坏。Majidi和M.A.Portanova分别研究了三维编织复合材料的冲击行为和冲击疲劳特性。尽管已有一定成果，但关于编织结构如何直接影响冲击性能的深入研究仍然匮乏。 此论文的贡献在于填补了这一知识空白，通过实验数据建立了编织结构与冲击性能之间的联系，为提升三维编织复合材料在受低速冲击条件下的性能提供了理论依据。这对于优化材料设计、提高结构安全性以及预防潜在的破坏具有深远的实际意义。未来的研究可能将进一步细化编织参数对冲击性能的具体影响，以期实现更高效、更耐用的复合材料设计。