螺旋拉胀纱线动态拉伸行为的数值模拟

摘要

螺旋拉胀纱线是由高模量纱线螺旋式包缠低模量纱线所形成的复合纱线,在纵向拉伸下呈现沿横向膨胀的负泊松比现象.为揭示其抗冲击机理,基于有限元模拟,开展了螺旋拉胀纱线的动态拉伸行为研究,发现在螺旋拉胀纱线中存在着分别由包缠纱和芯纱所主导的一快和一慢两个应力波,且在两个波阵面之间横向变形和Mises应力均随时间和空间周期性变化.给出了双波波速随加载速度和摩擦系数的变化规律,并结合等效模量的概念进行了定性讨论.模拟结果还显示,螺旋拉胀纱线中内能与动能基本相等,且摩擦对能量吸收有重要贡献.