玻璃纤维经编针织物复合材料能量吸收性能研究

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针织物是由弯曲成圈状的纱线相互穿套形成的,这种特殊的线圈结构使其具有许多其它纺织结构所没有的特点。因此针织物作为增强体的纺织结构复合材料也具有一些独特的性能。本文采用五种玻璃纤维经编针织物作为增强体,用手糊成型工艺将其与环氧树脂制成复合材料,在万能材料试验机上测试了其横向、纵向和斜向的拉伸与弯曲性能。根据相关标准,设计并制造了落锤冲击试验装置,对复合材料的能量吸收性能进行了研究。本文首先测试了玻璃纤维的拉伸强度、钩接强度和打结强度,并与涤纶长丝进行了对比,研究发现玻璃纤维的拉伸强度明显高于涤纶长丝,但钩接强度和打结强度远低于涤纶长丝。参照玻璃纤维增强塑料的拉伸性能试验方法和玻璃纤维增强塑料的弯曲性能试验方法,对经编针织物增强复合材料不同方向上的拉伸和弯曲力学性能进行了测试。结果表明,拉伸强度和弯曲强度取决于增强体承载载荷的纱线数目。利用超声波模块建立了落锤冲击试验装置,并对复合材料进行测试,定义能量吸收系数来评价复合材料的能量吸收性能,研究表明,单位面积内承载载荷纱线数越多,纱线弯曲程度越低,织物越厚,该材料吸收的能量越少。利用Pro/E建立了经平织物复合材料模型,用ABAQUS有限元软件进行模拟分析,与试验结果具有较好的一致性。
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