基于非线性本构关系的软管编织增强层等效刚度修正方法研究

摘要

基于Hachemi提出的金属编织层本构理论以及拉伸实验的研究方法,进行了不同尺寸金属编织软管的拉伸实验.发现金属编织层在拉伸时会出现强烈的结构非线性,而该理论不能在非线性段与实验结果相吻合.提出了对理论中编织层刚度矩阵修正方法,将金属纤维间交叠产生的接触等效地转化为"修正基体",独立于金属纤维自身产生的刚度.同时,结合编织角在实验中呈现的变化趋势,提出管状金属编织层在等位移拉伸荷载下编织角呈线性变化的假设.这与Hachemi的假设恰好相反.Hachemi认为编织层受拉时,编织角减小到一定程度则会发生锁定现象.而实验证明了编织角并不会发生锁定.且直到编织层破坏为止,编织角变化的趋势基本呈线性.还提出了修正编织角变化的加速系数k,通过金属纤维间的侧向接触解释了实验与数值仿真结果中,力位移曲线与编织角变化曲线不能同时吻合的力学机理.