多尺度加固“自锁”立体叠层柔性防刺复合材料的结构设计及防护机理研究

基金项目类型：

国家自然科学基金

基金项目编号：

51503145

来源网站：

国家自然科学基金委员会

来源网址：

http://www.nsfc.gov.cn/

负责人：

李婷婷

完成单位：

天津工业大学

中文关键词：

防刺; 多尺度加固; “自锁”; 结构设计; 防护机理;

项目类型：

青年科学基金项目

语种：

中文

开始日期：

2016-01-01

结束日期：

2018-12-31

中文摘要：

本项目针对单针刺加固防刺复合材料防刺性能及其稳定性的不足，提出一种多尺度加固“自锁”立体叠层柔性防刺复合材料的新结构，并揭示了该结构的结构设计原理和防护机制。首先在不同结构下，利用有限元模拟技术得出立体叠层防刺复合材料内部结构与应力应变的关系，据此建立多尺度加固“自锁”立体叠层柔性防刺复合材料的新结构。然后利用材料力学、纤维材料学相关理论，建立三维立体叠层复合材料织物密度、混杂纤维比例、针刺密度、厚度、层数与防刺力、穿刺深度和穿刺层数的关系，建立新型多尺度加固“自锁”立体叠层柔性防刺复合材料结构设计经验模型。最后，建立立体叠层柔性复合材料防刺性能的力学模型，验证结构设计的合理性，揭示防刺过程的机理，并结合穿刺实验对模型参数进行修正。本项目旨在通过理论和实验研究建立多尺度加固“自锁”立体叠层柔性防刺复合材料的结构设计原理和防刺预测模型，为设计和制造新型柔性防刺复合材料提供实验和理论依据。