机织物刺破力学性能实验分析与有限元计算

机织物刺破力学性能实验分析与有限元计算

论文摘要

尖锐物体造成的织物刺破是常见的织物破坏方式之一。在刺破作用下,织物表现为多向受力,产生经纬纱线间的滑移和经纬纱线的拉伸,纱线承力逐渐增大至断裂强力而后失效,最终导致织物破坏。本课题研究机织物刺破过程,采用实验和数值方法获取载荷-位移曲线并揭示织物刺破过程的破坏机制,预测织物的刺破强度。论文主要工作有:(1)测试平纹、2/1斜纹和2/2斜纹三种涤纶机织物中经纬纱力学性能,得到纱线拉伸参数;(2)用MTS-810材料试验机测试平纹、2/1斜纹和2/2斜纹涤纶机织物的刺破性质,得到织物刺破过程的载荷-位移曲线和织物最终破坏形态;(3)用有限元模拟三种织物实验的刺破过程,计算得到织物刺破的载荷-位移曲线和织物最终破坏形态;(4)比较实验方法和有限元模拟计算的载荷-位移曲线和织物破坏形态,分析织物刺破过程和织物刺破模式,探讨影响织物刺破性能的因素。通过数值模拟织物刺破性质,可直观显示织物的刺破过程,便于分析刺破过程中的纱线和织物的受力状态,揭示织物刺破机制,并最终用于设计具有较高刺破强度的织物结构。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 综述
  • 1.1 引言
  • 1.2 机织物刺破力学性能的研究现状
  • 1.3 本课题的研究内容
  • 第二章 织物刺破力学性能实验及结果
  • 2.1 引言
  • 2.2 织物纱线规格及主要设计参数
  • 2.3 织物刺破性质测试
  • 2.4 织物的准静态刺破实验及破坏形态
  • 2.5 小结
  • 第三章 织物刺破的有限元模型
  • 3.1 引言
  • 3.2 织物刺破计算流程
  • 3.3 织物有限元模型的建立和各参数的确定
  • 第四章 织物刺破的有限元计算及结果讨论
  • 4.1 计算平台
  • 4.2 刺破模拟结果及实验值比较
  • 4.3 织物刺破后模拟形态与实际观测形态比较
  • 4.4 不同组织结构织物的刺破力学性能对比
  • 4.5 织物刺破破坏模式讨论
  • 第五章 结论与展望
  • 5.1 结论
  • 5.2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间发表的学术论文
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