柔性织物复合材料的力学性能表征

摘要

柔性织物复合材料是以织物为增强材料，塑料或橡胶为基体材料复合而成，材料独特的构造使其具有复杂的力学行为。目前，柔性织物复合材料已经广泛应用于建筑、船舶、飞艇、充气天线等各个领域。因此，对柔性织物复合材料的力学行为表征具有重要的学术价值和工程意义。
　　本文以柔性聚氨酯涂层织物为研究对象，结合实验、理论分析和有限元模拟，开展了其力学行为的研究。
　　基于双轴拉伸实验开展聚氨酯涂层织物力学行为，本文设计了5种载荷比的实验，每种加载比例下设计3种工况，共计15组拉伸试验。采用数字图像相关技术获取了材料的变形数据。考虑到经纬向纱线在双轴拉伸过程中的相互作用，引入了表征纱线相互影响的归一化载荷比，通过对实验数据的处理获取了经纬纱线方向弹性模量随归一化载荷比的变化规律。
　　基于双轴拉伸实验结果，提出了一个基于归一化载荷比的材料模型(下文中称之为归一化材料模型NLR)，该材料模型包含5个未知参数。针对该材料模型编写了相应的材料用户子程序(UMAT)，将其植入到ABAQUS有限元软件中，并通过与文献中的实验结果对比验证了该UMAT的有效性。
　　设计了一套混合算法，求解出了材料模型中的5个未知参数，最终得到了具体的材料模型。为了验证归一化材料模型NLR的精度，与两种常用的正交各向异性材料模型进行了对比分析，模拟结果与实验结果的比较表明，本文提出的材料模型具有更高的计算精度。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1研究的目的和意义

1.2研究进展

1.3本文主要研究内容

第2章 聚氨酯涂层织物的双轴拉伸实验

2.1引言

2.2聚氨酯涂层织物十字形试件及拉伸工装设计

2.3聚氨酯涂层织物双向张拉实验数据获取

2.4本章小结

第3章 归一化材料模型的建立

3.1引言

3.2归一化材料模型的编写

3.3归一化材料模型的正确性验证

3.4聚氨酯涂层织物的归一化材料模型参数求解

3.5本章小结

第4章 柔性织物复合材料归一化材料模型验证

4.1引言

4.2十字形试件双轴拉伸有限元模拟

4.3本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

声明

致谢