国产F-12芳纶织物面内剪切性能

罗锡林¹，谭惠丰¹，武国军²，王思明¹

1. 哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所2. 中国航天科工集团第六研究院46所

摘 要：对国产F-12芳纶织物的剪切性能进行了研究,通过像框剪切试验和偏轴拉伸试验对其进行了测试,设计了相应的像框剪切夹具,利用数字图像相关方法（DIC）采集织物加载过程的变形场,获得了剪切载荷-剪切角度的变化曲线和剪切锁紧角,通过正则化处理对两种测试结果进行了对比分析;利用数值方法对织物剪切性能进行了计算,建立了一种非正交各向异性的杆-壳模型用于模拟织物剪切变形,编制了VUMAT子程序用于计算纱线方向的改变和应力更新,通过与试验结果的对比验证了计算模型的准确性。结果表明:织物的剪切行为具有明显的非线性特征,试样夹持部分的结构形式会对试验结果产生影响,未抽丝试样的剪切载荷明显大于抽丝试样的剪切载荷,二者的剪切锁紧角近似相等;正则化处理后,相框剪切的剪切载荷大于偏轴拉伸的剪切载荷,而锁紧角小于偏轴拉伸的锁紧角;试验结果与仿真结果对比,仿真结果与试验结果吻合较好。

关键词：F-12芳纶织物;像框剪切试验;偏轴拉伸;有限元分析;非正交各向异性;