高强织物防穿刺作用特征与机制分析

高强织物广泛应用于防刺领域。为了研究高强织物防穿刺作用特征与机制,自行设计了可调重量与高度的自由落体式实验装置,选用单刃刀、三棱刀、锥对芳纶与超高分子量聚乙烯纤维织物进行刺入实验,考察了冲击能量、刀具截面形状、刺入角度对穿刺作用的影响,研究了织物纤维种类、结构、叠层密度与织物防穿刺作用的关系,分析了刀具对高强织物穿刺作用的机制。结果表明,穿刺效果主要由能量的大小决定,受其速度、质量的组成比例影响较小;刀具的截面形状决定其穿刺织物时的剪切破坏与排挤破坏的组成形式;防刺材料的结构是影响其防穿刺性能的关键因素,同种材料不同结构织物抗排挤能力越强,织物对锥和单刃刀的防穿刺能力越强,对三棱刀的防穿刺能力变化不明显。

高强织物动态防刺定量测试及其防刺机制

为研究高强织物动态防刺机制,从力学角度分析了在刀具穿刺过程中织物的受力变化,并通过FESEM扫描,分析了刀具穿刺过程中的能量变化。研究结果表明:当叠层角度为45°时,织物的防刺效果最佳;刀具穿刺过程中的能量除克服织物的弹性外,还有部分能量因摩擦转化为热能,该热能至少可使温度升高至255℃;要提高织物的防刺性能,除了纤维要具有高强度和高模量外,织物中纱线间的紧密程度更为重要。

高强土工织物代替反压土体在软基施工中的应用

通洋高速TZ-1标段团结河大桥南侧桥头段为软土路基施工,在初步设计中,对软基处理时为保证路基稳定在路基两边使用了反压土体,后改用多层高强土工织物代替了反压土体,节约了大量的用地和时间,取得了很好的效果,为本标段重点控制性工程之一。

织物-树脂复合材料层压板的准静态侵彻机理

本文利用MTS得到了芳纶和高强维纶织物复合材料层压板受尖头侵彻体穿孔的准静态侵彻曲线 ,比较和分析了不同类型纤维集合体与热固性树脂和热塑性树脂复合材料的破坏模式 ,并考察了芳纶织物复合材料层压板侵彻的逐步破坏过程 ,揭示了复合材料层压板的准静态侵彻机理。

临近空间飞艇囊体材料性能研究

简述了临近空间飞艇囊体研究概况,提出了临近空间飞艇囊体技术要求。对临近空间高空飞艇囊体材料进行了综合测试和试验分析。最后针对临近空间飞艇囊体研制目前存在的问题,结合囊体测试数据分析,提出了一些建议。

柔性复合防刺服机理研究

从材料选择、柔性防刺层的制备、测试仪器研制和测试评价等方面,介绍了一种新型柔性复合防刺服的研制过程,并采用有限元穿刺模型和准静态防刺试验,探讨了柔性防刺服的防刺机理。结果表明,增加刀具刀刃处的高性能纤维集聚是提高柔性防刺服防刺性能的有效途径;采用超高分子量聚乙烯无捻长丝织制的细支平纹布与非织造布交替铺层制作的柔性复合防刺服,能达到较为满意的防刺性能,且重量较轻,厚度适中,产品的柔软性和舒适度得到较大改善。

介质阻挡放电对水龙带增强层黏结性能的影响

针对水龙带增强层高强涤纶管状织物与三元乙丙橡胶内衬黏结性能差的问题,采用介质阻挡放电(DBD)等离子体对高强涤纶管状织物表面进行处理,研究了处理时间对纤维表面形貌和化学组成、丝束断裂强力、织物芯吸高度及剥离强度的影响。结果表明:经DBD等离子体处理后,高强涤纶表面产生明显的刻蚀痕迹,纤维表面极性官能团增加,织物芯吸高度增加,丝束断裂强力随处理时间的延长而下降;处理时间为60 s时,强度损失率为3.9%;处理后高强涤纶管状织物与三元乙丙橡胶内衬的黏结性能得到显著改善,处理时间为60 s时,剥离强度提升35.1%。

甜菜碱型聚丙烯酸酯硬挺剂的合成与应用

为提高聚丙烯酸酯硬挺剂的力学性能并改善其热软冷脆的缺点,以可聚型甜菜碱两性离子单体为功能单体,甲基丙烯酸甲酯为硬单体,丙烯酸丁酯为软单体,采用无皂乳液聚合法制备甜菜碱型聚丙烯酸酯硬挺剂,用于汽车安全带(高强力涤纶织物)的硬挺整理。测试了硬挺剂及其整理后织物的各项性能。结果表明:甜菜碱含量越高,硬挺剂乳胶颗粒的粒径越小、分布越均匀,硬挺剂中形成偶极力的甜菜碱偶极离子对数量增加,使得整理后织物的硬挺性能增强且受环境温度的影响减小。

SRP加固预制节段拼装桥墩在车辆撞击下的动态响应

为了减轻车辆对预制节段拼装桥墩的撞击作用,采用高强钢丝织物复合材料(Steel Reinforced Polymer,SRP)加固预制节段拼装桥墩并进行数值模拟与分析。使用LS-DYNA建立预制节段拼装桥墩受冲击的数值模型,并与已有实验数据对比,验证了该数值模拟方法的准确性。在相同车辆撞击条件下,对比分析了RC墩与SRP加固墩撞击力时程曲线、侧向位移和墩身损坏情况。以SRP加固位置、SRP包裹层数和初始预应力水平为变量,研究其对车辆-桥墩接触面撞击力和桥墩变形的影响规律。研究结果表明:采用SRP对预制节段拼装桥墩进行合理加固,可以有效减小接触面撞击力、墩身位移和桥墩损伤;在桥墩底部及接缝处采用SRP加固对墩身具有更好的保护作用;SRP包裹层数由1层增加到3层可以更好地限制墩身位移变形。

航天服承压赋形面料的设计与仿真分析

针对航天服承压赋形面料的功能与性能需求,基于芳纶1313与杂环芳纶长丝,设计了一种双层组织面料,实现面料的高强力和低伸长性能。通过力学性能测试,并采用Texgen软件建立织物结构模型,利用Abaqus软件对织物组织承受拉伸力与撕裂力的过程进行有限元模拟,对面料设计与测试结果进行分析与验证。结果表明:双层组织面料设计能够满足航天服内部承压与外环境综合应用的需求;力学蠕变性能测试显示,在航天服充泄压的条件下,面料的力学性能与结构稳定性能够满足长期使用要求。

Laser-enhanced thermal effect of moderate intensity focused ultrasound on bio-tissues

For avoiding extra-damage to healthy tissues surrounding the focal point during high intensity focused ultrasound(HIFU) treatment in medical therapy, to reduce the ultrasonic intensity outside the focal point is expected. Thus, the heating processes induced by moderate intensity focused ultrasound(MIFU) and enhanced by combined irradiation of laser pulses for bio-tissues are studied in details. For fresh bio-tissues, the enhanced thermal effects by pulsed laser combined with MIFU irradiation are observed experimentally. To explore the mechanisms of these effects, several tissue-mimicking materials composed of agar mixed with graphite powders are prepared and studied for comparison, but the laser-enhanced thermal effects in these mimicking materials are much less than that in the fresh bio-tissues. Therefore, it is suggested that the laser-enhanced thermal effects may be mainly attributed to bio-activities and related photo-bio-chemical effects of fresh tissues.