弹体撞击作用下平纹织物的动态响应分析

毛益明¹，程克明²，刘强¹，沈蔚¹，李裕春²

(1.解放军理工大学工程兵工程学院,江苏,南京,210007;
2.南京航空航天大学航空宇航学院,江苏,南京,210016)

摘要:利用LS-DYNA有限元软件模拟弹体撞击作用下平纹织物的动态过程,分析织物断裂前的变形特性以及能量吸收特性,讨论边界约束条件和弹体形状对织物动态响应的影响.结果表明:纱线应变能和纱线动能是弹体动能转变的最主要形式,在给定计算的时间内,对于四边无约束、对边同定约束和四边固定约束3种边界条件,不论弹头形状采用平头、半球头和卵形头中的哪一种,两者之和占弹体动能损失量的比例不小于74.6%.模拟结果还表明.边界约束条件和弹体形状对织物的变形、应力分布以及能量吸收特性均有明显影响.边界条件不同,纱线动能和纱线应变能占弹体动能损失量的比例会发生较大变化,织物的能量吸收特性也不同.弹体头部形状不同,受撞击区影响的纱线数目也不同,弹头越钝,织物中抽拔出的纱线数目越多.从织物结构的抗弹性能角度看,织物结构抗钝头弹体的穿透能力要优于尖头弹体.

关键词:平纹织物; 弹道冲击; 能量吸收; 边界条件; 弹体形状; 数值模拟; plain-woven fabric; ballistic impact; energy absorption; boundary condition; projectile shape; numerical simulation;

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