纺织类复合材料在动载荷防护中具有广泛的应用。在此类材料中引入负泊松比效应,可增强其剪切抗力、压痕抗力、断裂韧性及能量吸收能力,从而进一步提高其防护性能。近年来,一种特殊的负泊松比复合纱线备受关注。该纱线由高模量纱线螺旋式包缠低模量纱线组成,在纵向拉伸作用下整体沿横向膨胀,因此被形象地称为螺旋拉胀纱线。实验表明,用这种纱线织成的材料具有优异的抗爆抗弹性能。然而,对于单根螺旋拉胀纱线的研究,现有文献还仅限于准静态行为。本文基于有限元模拟,在准静态研究的基础上,首次开展了冲击作用下螺旋拉胀纱线的动态行为研究。在静态分析中,解决了由于多种因素所导致的计算结果不收敛问题。计算结果验证了螺旋拉胀纱线在纵向拉伸下的径向扩展现象。得到了不同拉伸程度下螺旋拉胀纱线的工程弹性模量,研究了拉伸应力应变关系随着加载程度的变化。在此基础上讨论了材料属性和几何参数对拉胀效应的影响。动态模拟结果表明,轴向冲击拉伸下,会在包缠纱和芯纱中产生一前一后的两个纵波(严格地说是复合应力波),在两个纵波波前之间存在着周期性横向膨胀的变形现象。螺旋拉胀纱线中的能量主要分布在芯纱之中,位于芯纱中纵波波前之后,芯纱对螺旋拉胀纱线中的能量吸收起主导作用。包缠纱中的应力波速度随着加载速度的增加而增加,芯纱中的应力波速度随着加载速度的增加而减小。材料属性和几何参数会对芯纱与包缠纱中各自的应力波波速造成很大的影响。在横向冲击作用下,螺旋拉胀纱线中会产生两个纵波和一个可观测的横波,纵波结构与轴向冲击的情形相似。通过与包缠纱的相互作用,芯纱中表征横波的夹角y降低,弯曲波的影响也受到抑制,有利于提高芯纱的弹道极限速度。本文的准静态模拟结果可为螺旋拉胀纱线的优化设计提供一定的依据。动态模拟结果初步揭示了螺旋拉胀纱线的抗冲击机理,可为该结构在动载荷防护领域中的应用提供一定的参考。