防刺机织物的研究近年来受到广泛关注,研究人员可以通过试验的方式比较各类织物穿刺性能的优劣。但是受试验条件的限制,机织物穿刺机理以及对相关影响因素的分析有待完善,导致对一些试验现象的解释和防刺织物的设计缺乏一定理论依据。因此,建立能够准确反映机织物穿刺过程的分析模型是必要的。机织物穿刺过程是非线性、大变形、低速冲击的问题,有限元建模是解决此类问题的有效方法。但机织物穿刺过程较为复杂,目前尚未形成完整的机织物穿刺有限元分析模型。由于机织物的顶破也是属于一种低速冲击的过程,且作用较为简单,同时便于借鉴现有的弹道冲击有限元建模和分析方法,所以课题从机织物的顶破模拟出发,使用ABAQUS有限元分析软件建立了不同尺度的机织物模型,并对其进行顶破试验验证与分析。对机织物顶破过程的有限元模拟中,在机织物顶破宏观模型中通过“INP”文件添加关键词的方式将机织物模拟成面内各向异性、非线性膜材料,并利用子程序‘’VUSDFLD"建立织物拉伸失效准则。该模型能够简单、快捷地预测机织物顶破性能,且便于从织物整体角度反映应力、应变分布。机织物顶破细观模型从三维纱线建模出发,采用横观各向同性材料作为纱线本构关系,利用ABAQUS用户子程序"VUSDFLD"建立纱线拉伸失效准则。该模型能反映顶破过程中纱线的动态响应。机织物顶破的宏观和细观有限元模型均能很好地模拟机织物顶破失效的试验现象。利用模型分析了摩擦效应和边界约束条件对机织物顶破性能的影响,结果表明：随着纱线与弹子之间的摩擦系数增大,顶破过程中纱线之间滑移减小,织物应变能和摩擦耗散能增大,织物顶破位置由中心区域向固定端转移,顶破性能显著提高。增强织物边界约束条件同样能够改善机织物顶破性能。在顶破细观模型的基础上,进一步完善纱线本构关系,确定了纱线拉伸、割断失效准则,建立了机织物穿刺过程的有限元模型,并通过刀刺和锥刺试验验证了模型。由模拟穿刺过程可知：机织物刀刺作用是纱线在刀刃作用下发生滑移、转曲最终被割断的过程。纱线径向应变大于极限值而引起的纱线割断是织物主要破坏形式。机织物锥刺主要依靠纱线滑移、转曲而产生的空隙挤入织物。由此可推断,提高纱线间摩擦作用或增大织物密度进而减少纱线之间滑移将有助于提高机织物防锥刺性能。通过有限元模型的模拟,分析了影响机织物防刀刺性能的因素,结果如下：(1)纱线材料属性对机织物防刀刺性能的影响从大到小的顺序依次为：纱线剪切模量、纱线径向模量、纱线轴向模量。(2)机织物角度铺层或者增强机织物边界约束条件,使机织物受穿刺过程中产生更多的纱线应变能来吸收刀具动能,提高了机织物防刺性能。(3)随着摩擦系数增大,机织物刀刺过程中产生更多的摩擦耗散能吸收刀具动能,进而提高机织物防刀刺性能。平纹机组织防刀刺性能好于斜纹或缎纹组织的原因也是因为前者在刀刺过程中产生了更多摩擦耗散能所致。(4)在一定范围内适当降低机织物经、纬密度,有可能在降低面密度的同时,使模型在刀刺过程中产生更多摩擦耗散能,并延缓纱线割断的发生,进而提高机织物的防刀刺性能。(5)纱线截面积越大,机织物在刀刺过程中产生的摩擦耗散能和纱线应变能也越多。因此对于单层机织物,在同等纱线间距的情况下,纱线越粗,机织物防刀刺性能越好。