【摘要】：復(fù)合材料的低速?zèng)_擊問(wèn)題一直是材料領(lǐng)域的熱門(mén)問(wèn)題,低速?zèng)_擊引起的一些不可視的損傷,會(huì)嚴(yán)重影響復(fù)合材料的力學(xué)性能。前人對(duì)以玻璃纖維為原料的間隔織物復(fù)合板材的低速?zèng)_擊問(wèn)題做過(guò)很多的研究,但是關(guān)于以滌綸為原料的機(jī)制間隔織物增強(qiáng)板材的低速?zèng)_擊問(wèn)題的研究還不多。本文針對(duì)機(jī)織間隔織物增強(qiáng)復(fù)合板材的低速?zèng)_擊問(wèn)題和沖擊后側(cè)壓強(qiáng)度問(wèn)題進(jìn)行了研究,并對(duì)沖擊過(guò)程進(jìn)行了有限元模擬。研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾方面:首先,采用高強(qiáng)低伸的工業(yè)滌綸作為纖維原料,代替常用的玻璃纖維,織造了5種不同接結(jié)紗細(xì)度的機(jī)織間隔織物。選用聚氨酯泡沫為填充材料,環(huán)氧樹(shù)脂作涂覆材料,制備機(jī)織間隔織物增強(qiáng)復(fù)合板材。其次,進(jìn)行低速?zèng)_擊實(shí)驗(yàn)。改變接結(jié)紗的細(xì)度和沖擊位置,研究它們對(duì)復(fù)合材料抗低速?zèng)_擊性能的影響。發(fā)現(xiàn)隨著接結(jié)紗細(xì)度的增加,復(fù)合材料受到的沖擊傷害也同時(shí)增大;改變沖擊位置,把沖擊到接結(jié)點(diǎn)上與沖擊到非接結(jié)點(diǎn)上進(jìn)行對(duì)比,當(dāng)沖擊頭沖擊到接結(jié)點(diǎn)位置,板材所受的損傷大于沖擊到非接結(jié)點(diǎn)位置。接著對(duì)經(jīng)過(guò)低速?zèng)_擊的機(jī)織間隔織物增強(qiáng)復(fù)合板材的剩余側(cè)壓強(qiáng)度進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:復(fù)合板材經(jīng)過(guò)低速?zèng)_擊后,側(cè)壓強(qiáng)度下降,并且側(cè)壓破壞模式會(huì)發(fā)生改變;發(fā)現(xiàn)同一沖擊能量下,接結(jié)紗越粗的復(fù)合板的側(cè)壓衰減率更低,可以更多的保留沖擊前的側(cè)壓強(qiáng)度;改變沖擊位置,會(huì)造成側(cè)壓強(qiáng)度的不同。沖擊發(fā)生在非接結(jié)點(diǎn)上后,板材承受側(cè)壓作用易于發(fā)生分層破壞;而沖擊載荷發(fā)生在接結(jié)點(diǎn)上后,板材承受側(cè)壓作用易于發(fā)生彎曲破壞。當(dāng)沖擊能量足夠大時(shí),這一差別將不明顯。最后,運(yùn)用ANSYS中的顯示動(dòng)力學(xué)模塊對(duì)沖擊過(guò)程進(jìn)行了有限元模擬,通過(guò)對(duì)應(yīng)力云圖的觀察發(fā)現(xiàn),模型符合低速?zèng)_擊的大致趨勢(shì),但不太精確,還有待進(jìn)一步的優(yōu)化。
[Abstract]:The low speed impact of composites is always a hot problem in the field of materials. Some invisible damage caused by low speed impact will seriously affect the mechanical properties of composites. A lot of researches have been done on the low speed impact of spacer fabric composite sheet with glass fiber as raw material, but the low speed impact problem of machined spacer fabric reinforced sheet with polyester fiber as raw material is not much studied. In this paper, the low speed impact problem and the side compressive strength problem of woven fabric reinforced composite plate are studied, and the impact process is simulated by finite element method. The main contents of the study are as follows: firstly, five kinds of woven spacer fabrics with different yarn fineness are woven by using high strength and low elongation industrial polyester as fiber material instead of common glass fiber. Polyurethane foam was used as filling material and epoxy resin as coating material to prepare woven spacer fabric reinforced composite plate. Secondly, the low speed impact test is carried out. The influences of fineness and impact position on the low speed impact resistance of the composites were studied. It is found that the impact damage of the composite increases with the increase of yarn fineness, and the impact position is changed, and the impact on the joint is compared with that on the non-joint. The damage to the plate is greater than the impact to the non-joint position. Then, the residual lateral compressive strength of woven spaced fabric reinforced composite sheet after low speed impact was studied. The results show that the lateral compression strength of the composite plate decreases after low speed impact, and the lateral compression failure mode changes, it is found that under the same impact energy, the side pressure attenuation rate of the composite plate with thicker yarn is lower. The lateral pressure strength before impact can be retained more, and the lateral pressure strength will be different by changing the impact position. When the impact occurs on the non-joint, the lamination failure is easy to occur when the plate is subjected to lateral compression, while the plate subjected to lateral compression is prone to bending failure after the impact load occurs on the joint. When the impact energy is large enough, the difference will not be obvious. Finally, the finite element simulation of the impact process is carried out by using the display dynamics module in ANSYS. Through the observation of the stress cloud diagram, it is found that the model accords with the general trend of low speed impact, but it is not accurate and needs further optimization.
【學(xué)位授予單位】：河北科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TS106;TB33

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本文編號(hào)：2133840