纺织结构柔性复合材料在柔性防弹/防刺防护材料、轻结构建筑、油料运输管等领域有较大的应用潜力。相比于刚性纺织结构复合材料,柔性复合材料在服役过程中不可避免地涉及撕裂和顶破加载情况。研究柔性复合材料撕裂和顶破行为有十分重要的实际意义。本课题以机织物和柔性复合材料为研究对象,采用实验研究和有限元分析两种方法比较机织物和柔性复合材料的撕裂和顶破性能差异,从细观结构层面揭示撕裂和顶破损伤机制。实验研究主要得到机织柔性复合材料撕裂和顶破过程的载荷-位移曲线以及破坏形态。其中,撕裂性能测试采用美国材料与试验协会ASTM D885-07中推荐的梯形试验方法；顶破性能测试采用圆形试样。撕裂和顶破测试速度均为100mm/min。通过比较分析机织物和柔性复合材料撕裂和顶破性能之间的差异,考察破坏模式的细观结构机制。有限元分析数值仿真基于柔性机织复合材料细观结构,建立机织物和柔性复合材料细观结构几何模型,结合纤维束和基体力学性质参数,计算撕裂和顶破动态过程,揭示破坏区域的应力分布和纤维束断裂、滑移,提出细观结构参数对撕裂和顶破的影响。研究主要结论是：(1)织物撕裂：影响机织物梯形撕裂性能主要因素包括：经、纬纱拉伸性质、摩擦系数、织物经纬密和紧度参数。撕裂三角区受上述因素影响,导致三角区有不同形态、大小和应力分布,使织物在撕裂过程中纱线间滑移性质、撕裂断口形态和撕裂强度存在显著差异。(2)柔性复合材料撕裂：柔性复合材料撕裂强力与机织物撕裂强力差异不大,由于受集体对纤维束的固结作用,柔性复合材料的撕裂轨迹沿直线扩展,撕裂破坏区域明显小于机织物的损伤区域。织物涂层增加了纱线与纱线之间的连接点,限制了经纬纱之间的滑动,减少了撕裂三角区的大小,但由于涂层本身也贡献撕裂强力,使柔性复合材料撕裂强力与机织物撕裂强力无明显差异。(3)织物顶破：影响机织物顶破性能主要因素有：织物的经纬密度、纱线拉伸性能和纱线间摩擦系数等。织物的顶破过程可以分为以下三个阶段：(Ⅰ)开始阶段：刺锥开始接触织物,与刺锥直接接触的纱线开始伸直；(Ⅱ)中间阶段：随着刺锥的逐步深入,部分纱线断裂,织物挠度逐渐变大；(Ⅲ)与刺锥直接接触的纱线脱离机织物表面,直至断裂。纱线断裂的不同时性导致顶破载荷-位移曲线上的波动。(4)柔性复合材料顶破：柔性复合材料顶破强力远大于机织物顶破强力,顶破损伤面积也比机织物要小。织物涂层阻止经纬纱之间的滑动,防止刺锥尖端与纱线的直接接触,均匀集中应力。虽然涂层本身的承载能力远远小于增强机织物,但涂覆涂层显著提高了柔性复合材料的顶破性能。实验测试结果证实有限元数值仿真的准确性,基于该仿真模型可以在揭示撕裂和顶破的细观尺度破坏机理的同时,形成撕裂和顶破设计方案。该设计方案所包括的基本参数是织物规格、纤维束力学性质和涂层基体性质。在工程实际应用中,将可以根据相应强度要求,合理选择细观结构参数、纤维材料和涂层基体材料。