材料的泊松比值定义为垂直于载荷方向的应变与载荷方向应变之比的负值。负泊松比材料特有的拉涨效应、双曲率效应使它的断裂韧性、剪切模量、能量吸收性、抗压痕性等各项性能相比于传统正泊松比材料都得到了显著的增强,在防护装备、智能纺织品、纺织复合材料等领域均具有很大的应用前景。同时间隔织物特有的三维结构使其具有良好的透气、透湿性,隔音过滤性以及抗压减震性。间隔织物广泛应用在服装、家纺、汽车、建筑包覆材料以及航空航天等领域。负泊松比经编间隔织物就是指具有负泊松比效应的经编间隔织物。负泊松比经编间隔织物沿单轴向拉伸时表现出“拉涨效应”,具有良好的抗冲击性能和能量吸收性能。首先,本课题利用ABAQUS/Explicit模块对负泊松比经编织物进行了有限元模拟,由于负泊松比经编织物线圈模型复杂,因此在利用Solidworks建模时对织物模型进行了简化,确定了模型的最小单元。建立了不同夹角θ与不同长短边比值的有限元织物模型,并对其进行了拉伸和冲击模拟,模拟结果与实验基本吻合。研究发现,织物模型的负泊松比效应和吸能属性与模型夹角θ和长短边比值密切相关。织物模型的长短边比值越大,对模型的负泊松比效应影响越明显。但织物模型的长短边比值太大,不利于模型单元的完全展开,会产生一定的波动。织物模型的抗冲击性能与夹角θ呈正相关,但与长短边比值无太大关系。其次,本课题研究了负泊松比经编间隔织物/硅橡胶柔性复合材料准静态侵彻性能,利用硅橡胶与负泊松比经编间隔织物复合,制备出不同参数的柔性复合材料。利用万能材料试验机对柔性复合材料进行穿刺实验。研究发现复合材料的抗穿刺性能随着增强体的负泊松比效应和基体填充率的增加而提高。主要表现为复合材料具有更高的峰值载荷,更高的能量吸收值,更长的抗刺穿位移和更小的损伤。主要原因为负泊松比效应越好的织物具有更紧密的面层结构,可以承受更大的刺穿力,继而吸收更多的能量。并且硅橡胶可以增强复合材料的总体机械性能,抵抗更多的外部损伤。接着,本课题利用机械搅拌法制备了不同参数的剪切增稠液。利用流变测试仪对不同参数的STF进行了稳态和动态流变性能测试。通过稳态流变实验发现在一定剪切速率条件下剪切增稠液具有明显的应变率效应,可以发生剪切增稠效应。同时不同质量分数STF具有不同的剪切增稠效应;分散体系的初始粘度、最大粘度随着二氧化硅质量分数的增加而增加,同时临界剪切速率随着分散体系二氧化硅含量的增加逐渐降低。PEG的分子量对分散体系的粘度没有显著影响。通过动态流变实验发现,在测试范围内,当剪切速率达到临界剪切速率后,分散体系的损耗模量大于储能模量,分散体系主要表现为粘性,具有明显的吸能行为。同时,利用STF与负泊松比经编间隔织物复合制备出柔性复合材料,利用落锤冲击测试仪对柔性复合材料进行了低速冲击测试,分析了复合材料在落锤冲击加载下的形变过程以及织物负泊松比效应、STF流变性能对复合材料抗冲击载荷和能量吸收性能的影响。研究发现增强体织物的负泊松比效应对复合材料的抗冲击性能有显著的影响,经编间隔织物的负泊松比值越大,复合材料的抗冲击性能越好,峰值载荷越高,能量吸收值也越高;主要因为增强体织物的负泊松比效应越好,织物中六边形结构单元的旋转程度越大,在冲击过程中完全展开所需的时间越长,吸收的冲击能也越高。同时织物的负泊松比效应越好,复合材料的受冲击部位越紧密,因此冲击载荷峰值越大。STF也是影响复合材料抗冲击性能的重要因素之一,STF的质量分数越高,在相同冲击力的作用下越容易与间隔织物中的间隔丝产生耦合作用,使复合材料的抗冲击性能越强,同时,二氧化硅含量越高的STF在相同的剪切速率下也越易发生剪切增稠效应,因此越有利于提高复合材料的抗冲击性能和能量吸收性能。PEG的分子量对复合材料的抗冲击性能没有明显影响。最后,本课题研究了不同负泊松比经编间隔织物增强环氧树脂硬质复合材料的抗冲击性能和能量吸收性能。通过位移-载荷曲线、时间-载荷曲线、位移-能量吸收曲线与复合材料破坏后的形貌特征研究了不同负泊松比效应与初始冲击能量对复合材料抗冲击性能的影响。实验结果表明,复合材料的最大冲击载荷与能量吸收性能随经编间隔织物负泊松比值的提高而提高,复合材料在受到冲击加载后的损伤程度越低。这主要是因为经编间隔织物的增大效应越好,就具有更多的结构单元承受冲击,因此载荷峰值和能量吸收值也越高,损伤程度越低。此外,初始冲击能量越大,复合材料的冲击载荷增长越快,复合材料的峰值载荷越大,但较大的冲击能量对复合材料的冲击破坏程度越大。本课题主要探讨了负泊松比效应对复合材料抗侵彻性能的影响,同时还利用有限元模拟了负泊松比织物的变形机理,为拓宽负泊松比材料增强复合材料的应用提供了理论指导。