本文主要研究内容
作者秦福勇（2019）在《芳纶织物载荷传递行为的微拉曼光谱法研究》一文中研究指出：柔性纤维织物具有轻质、强韧的优点,在人体或装备外层防护领域有较大的应用空间和发展潜力。软织物结构的防弹性能优化设计,其本质是研究弹头与织物的交互作用,从力学角度看就是纱线载荷传递和能量吸收的过程。将织物的弹道侵彻实验中纱线的受力变形机制模型化为纱线拉拔过程,用来研究弹头侵彻过程中纱线的屈曲伸长、粘着-滑移、能量吸收机制以及摩擦特性等具有重要意义。由于织物细观结构的复杂性和多层次性,在受到弹道冲击时,织物结构变形会导致经纬纱交织点上出现屈曲交换、粘着和滑移物理现象,纱线内部的纤维也会发生滑移、破坏,最终造成纱线的损伤和断裂。目前,织物结构的微观变形的实验表征是建立纱线载荷传递模型和能量吸收机制最为困难和关键的阶段。本文将以防弹平纹织物(Kevlar49)受冲击过程中出现的纱线应力传递、屈曲伸长、摩擦滑移和能量吸收机制等基础力学问题作为研究内容,发展微尺度实验表征手段和模型化测试方法,来揭示织物的载荷传递机制,有助于进一步探讨防弹织物侵彻失效机理和能量吸收机制。在取得实验结果的基础上,分析了织物在单纱拉拔和周边固支离面顶出测试过程中的应力传递规律,提出了单纱拉拔测试中的应力传递模型,来揭示纱线的屈曲伸长与摩擦剪应力关系;同时建立了织物离面顶出测试中的应力传递模型,来揭示织物的应力传递机制。本文的主要研究成果有:(1)使用数字图像相关标记点法测量了Kevlar 49单纱的拉伸力学性质,实验结果显示:单纱的应力-应变曲线是从线性到非线性演化过渡,这是由于纱线的逐次失效所致;因单纱的初始屈曲程度不同,造成经纬纱的弹性模量略有区别。单纱的平均弹性模量为51GPa,低于单纤维的平均弹性模量98.63GPa,是由于纱线失效机制、初始屈曲、制造缺陷和损伤等因素所致。(2)推导了单纱拉曼频移与多纤维应力之间的理论公式,提出了单纱等效应力的拉曼测量方法。执行了Kevlar49单纱拉伸的拉曼测试,实验结果显示:单纱G’峰位的红移或蓝移(即拉曼频移)的载荷敏感性最高。通过拟合曲线求出了拉曼频移-应力因子,约为1 82.44 MPa/cm-1,给出了一套规范分析拉曼谱线的步骤。(3)搭建了单纱拉拔测试实验装置,在有、无横向预紧力的情况下执行了单纱的拉拔测试,使用拉曼光谱方法测量了纱线上的应力分布,讨论了纱线屈曲伸长段和屈曲段上的摩擦剪应力规律,从而建立了界面摩擦剪应力模型和轴向应力传递模型。从微拉曼光谱实验数据反演了纱线拉拔模型的界面参数,实验证实所提出的单纱拉拔模型符合纱线应力分布,有效解释了单纱拉拔过程中的载荷传递机制,拉拔载荷是从纱线拉出端沿着纱线向内部传递,粘着和摩擦现象贯穿着纱线拉拔测试的整个过程,在纱线屈曲段存在静摩擦作用,在纱线屈曲伸长段认为是滑动摩擦作用,在屈曲伸长/屈曲的过渡点上,剪应力达到最大静摩擦剪应力。(4)搭建了织物离面顶出测试实验装置,执行了织物周边固支、中心离面位移加载测试,使用拉曼光谱方法测量了全场应力分布,实验结果显示:存在高应力十字交叉分布的主纱区和低应力分布的辅纱区,主纱是载荷传递的主要路径,将载荷渐次传递给临近的辅纱,辅纱是载荷传递次要路径。建立了末端固支的纱线拉拔模型来表征织物离面顶出测试的应力传递,界面粘着作用导致了界面剪应力和纱线轴向应力两者之间的载荷传递。实验证实所提出的模型符合纱线应力分布,有效解释了织物离面顶出测试中的载荷传递机制。本论文所研究的织物模型化实验方法及其载荷传递模型,有助于理解柔性织物受冲击失效机理和能量吸收机制,也为防弹织物结构优化提供实验与理论支撑。本论文研究工作得到了国家自然科学基金“防弹织物缝合结构的界面载荷传递与能量吸收行为实验研究(11472070,2015-2018)”的资助。
Abstract
rou xing qian wei zhi wu ju you qing zhi 、jiang ren de you dian ,zai ren ti huo zhuang bei wai ceng fang hu ling yu you jiao da de ying yong kong jian he fa zhan qian li 。ruan zhi wu jie gou de fang dan xing neng you hua she ji ,ji ben zhi shi yan jiu dan tou yu zhi wu de jiao hu zuo yong ,cong li xue jiao du kan jiu shi sha xian zai he chuan di he neng liang xi shou de guo cheng 。jiang zhi wu de dan dao qin che shi yan zhong sha xian de shou li bian xing ji zhi mo xing hua wei sha xian la ba guo cheng ,yong lai yan jiu dan tou qin che guo cheng zhong sha xian de qu qu shen chang 、nian zhao -hua yi 、neng liang xi shou ji zhi yi ji ma ca te xing deng ju you chong yao yi yi 。you yu zhi wu xi guan jie gou de fu za xing he duo ceng ci xing ,zai shou dao dan dao chong ji shi ,zhi wu jie gou bian xing hui dao zhi jing wei sha jiao zhi dian shang chu xian qu qu jiao huan 、nian zhao he hua yi wu li xian xiang ,sha xian nei bu de qian wei ye hui fa sheng hua yi 、po huai ,zui zhong zao cheng sha xian de sun shang he duan lie 。mu qian ,zhi wu jie gou de wei guan bian xing de shi yan biao zheng shi jian li sha xian zai he chuan di mo xing he neng liang xi shou ji zhi zui wei kun nan he guan jian de jie duan 。ben wen jiang yi fang dan ping wen zhi wu (Kevlar49)shou chong ji guo cheng zhong chu xian de sha xian ying li chuan di 、qu qu shen chang 、ma ca hua yi he neng liang xi shou ji zhi deng ji chu li xue wen ti zuo wei yan jiu nei rong ,fa zhan wei che du shi yan biao zheng shou duan he mo xing hua ce shi fang fa ,lai jie shi zhi wu de zai he chuan di ji zhi ,you zhu yu jin yi bu tan tao fang dan zhi wu qin che shi xiao ji li he neng liang xi shou ji zhi 。zai qu de shi yan jie guo de ji chu shang ,fen xi le zhi wu zai chan sha la ba he zhou bian gu zhi li mian ding chu ce shi guo cheng zhong de ying li chuan di gui lv ,di chu le chan sha la ba ce shi zhong de ying li chuan di mo xing ,lai jie shi sha xian de qu qu shen chang yu ma ca jian ying li guan ji ;tong shi jian li le zhi wu li mian ding chu ce shi zhong de ying li chuan di mo xing ,lai jie shi zhi wu de ying li chuan di ji zhi 。ben wen de zhu yao yan jiu cheng guo you :(1)shi yong shu zi tu xiang xiang guan biao ji dian fa ce liang le Kevlar 49chan sha de la shen li xue xing zhi ,shi yan jie guo xian shi :chan sha de ying li -ying bian qu xian shi cong xian xing dao fei xian xing yan hua guo du ,zhe shi you yu sha xian de zhu ci shi xiao suo zhi ;yin chan sha de chu shi qu qu cheng du bu tong ,zao cheng jing wei sha de dan xing mo liang lve you ou bie 。chan sha de ping jun dan xing mo liang wei 51GPa,di yu chan qian wei de ping jun dan xing mo liang 98.63GPa,shi you yu sha xian shi xiao ji zhi 、chu shi qu qu 、zhi zao que xian he sun shang deng yin su suo zhi 。(2)tui dao le chan sha la man pin yi yu duo qian wei ying li zhi jian de li lun gong shi ,di chu le chan sha deng xiao ying li de la man ce liang fang fa 。zhi hang le Kevlar49chan sha la shen de la man ce shi ,shi yan jie guo xian shi :chan sha 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zhe zhi jian de zai he chuan di 。shi yan zheng shi suo di chu de mo xing fu ge sha xian ying li fen bu ,you xiao jie shi le zhi wu li mian ding chu ce shi zhong de zai he chuan di ji zhi 。ben lun wen suo yan jiu de zhi wu mo xing hua shi yan fang fa ji ji zai he chuan di mo xing ,you zhu yu li jie rou xing zhi wu shou chong ji shi xiao ji li he neng liang xi shou ji zhi ,ye wei fang dan zhi wu jie gou you hua di gong shi yan yu li lun zhi cheng 。ben lun wen yan jiu gong zuo de dao le guo jia zi ran ke xue ji jin “fang dan zhi wu feng ge jie gou de jie mian zai he chuan di yu neng liang xi shou hang wei shi yan yan jiu (11472070,2015-2018)”de zi zhu 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自大连理工大学的秦福勇，发表于刊物大连理工大学2019-07-19论文，是一篇关于纱线应力论文,屈曲伸长论文,摩擦滑移论文,载荷传递论文,柔性织物论文,微拉曼光谱法论文,大连理工大学2019-07-19论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自大连理工大学2019-07-19论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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