基于多尺度方法的纬编针织复合材料抗冲击和能量吸收性能研究

项目名称： 基于多尺度方法的纬编针织复合材料抗冲击和能量吸收性能研究

项目编号： No.51403154

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 李翠玉

作者单位： 天津工业大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 纬编针织复合材料具有优良的抗冲击和能量吸收性能，在汽车、海洋平台以及个人防护等领域具有广泛应用前景。本研究基于其具有微观纤维束→细观针织单胞→宏观结构的多尺度结构特征，采用多尺度方法研究其抗冲击和能量吸收性能。首先，研究准确地表征各尺度力学模型所需的单胞几何模型，建立考虑材料非线性的纤维束微观尺度和周期性针织单胞细观尺度多尺度力学模型；其次，基于此模型对其抗冲击和能量吸收性能进行多尺度耦合的数值分析，研究准确地表征材料非线性、定义单胞边界条件、确定单胞破坏准则，重点探索由微观纤维束、到细观针织单胞、再到宏观结构三个尺度的耦合机制；最后，进行实验测试并与数值模拟结果对比以验证理论模型的正确性。本研究将有助于实现从纤维束微观尺度、到针织单胞细观尺度、再到结构宏观尺度上不同尺度的关联研究，实现由组分材料性能及针织结构参数预测其抗冲击和能量吸收性能，为其在工程领域的应用提供理论依据。

中文关键词： 纬编针织复合材料；多尺度；抗冲击性能；能量吸收性能；数值计算

英文摘要： Weft-knitted composites have broad application prospects in the fields of vehicle, ocean platform and personal protection due to its excellent anti-impact property and energy absorption property. In our research, the anti-impact property and energy absorp

英文关键词： Weft-knitted composites；Multi-scale；Anti-impact property；Energy absorption property；Numerical computation