基于组织结构的三维角链锁机织物弹道侵彻分析模型

摘要

在三维角链锁机织物中，纱线不仅沿经纬向配置，且有一部分纱线沿厚度方向呈一定角度配置，从而增强了其层间连接强度。同时，其中一个纱线系统卷曲赋予三维角链锁机织物易变形的特性，提高了其抗冲击损伤容限。
　　 三维角链锁机织物结构多样，不同结构织物对弹体能量的吸收能力不同。故本课题选择一种组织结构三维角链锁机织物分析其弹道冲击变形和能量吸收。
　　 本课题根据织物组织结构特征建立分析模型，研究三维角链锁机织物在刚性弹体侵彻下的变形机制和能量吸收。首先根据织物组织结构建立简化几何模型，其次用能量法分析织物靶体弹道侵彻变形与破坏，计算经纬两类不同卷曲度纱线在垂直冲击加载下横波区域和纵波区域的能量吸收。在分析模型计算中引入应变率效应估计弹体与织物靶体侵彻时间，并拟合应变率和弹体入射速度关系曲线，最终计算得到弹体剩余速度与弹体入射速度关系曲线，并与弹道实际测试做比较。由验证的模型分析三维角链锁机织物弹道侵彻时的能量吸收分布，揭示其破坏机理与能量吸收机制，发现应变能是织物的主要吸能方式，同时发现纱线卷曲度和织物密度是影响三维织物弹道侵彻性质的主要因素。
　　 本课题建立的研究方法和结果将为柔性防弹衣组织结构优化与设计提供依据，并可进一步用于预测和评估其他三维角链锁机织物或三维机织物的弹道冲击防护性能。

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摘要

符号说明

第一章 综述

1．1 引言

1．2 三维织物弹道侵彻性能的研究现状

1．3 本课题的研究内容与意义

第二章 三维角链锁机织物的织造

2．1 三维机织物概述

2．2 三维角链锁机织物概述

第三章 三维角链锁机织物弹道侵彻试验

3．1 试验材料准备

3．2 试验简介

3．3 织物靶体弹道侵彻性能指标

第四章 三维角链锁机织物弹道侵彻性能计算模型

4．1 模型基本假设

4．2 三维角链锁织物弹道侵彻几何模型

4．3 单根纱线横向冲击理论

4．4 三维角链锁织物弹道侵彻分析模型

第五章 分析模型计算及结果讨论

5．1 分析模型计算

5．2 结果讨论

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

附录1：Vs=551 m／s，ζ=1200s-1时的分析模型算法

附录2：发表论文