[发明专利]柔性织物面内剪切变形评价的相框测试装置及其测试方法

说明书

柔性织物面内剪切变形评价的相框测试装置及其测试方法，其属于柔性织物力学评价的技术领域。该装置包括插栓、圆头双耳、销钉、轴承、夹持卡具，销钉用于链接圆头双耳与织物夹持卡具，在销钉与织物夹持卡具接触面上固定有滚动轴承，减少了实验过程中的摩擦损耗。夹持卡具主要用于夹持柔性织物试验件。该测试方法能得到明确的织物剪切应力与剪切应变的详细关系，对于评价柔性织物面内剪切性能提供更加直接的数据。该方法是将柔性织物弹道侵彻实验过程中由于纤维拔出过程导致的织物面内剪切现象进行模型化测试，可以使织物实验件受纯剪力作用，且操作简单、制作成本低。

技术领域

本发明属于柔性织物弹道侵彻过程中织物由于纱线受力面内剪切变形过程的模型化测试方法。具体涉及一种柔性防弹织物弹道侵彻面内剪切相框模型化实验的测试方法，为弹道侵彻过程中由于织物受力造成的面内剪切过程提供实验测试方法，并包含剪应力-剪应变换算方式，使得可以更加专门的对柔性织物的抗面内剪切变形能力进行评价，其属于柔性织物的力学评价的技术领域。

背景技术

芳纶纤维织物以其高模量、高强度、耐高温、耐腐蚀等种种优点，被广泛应用于防弹装备制备领域，而防弹装备的弹道侵彻性能测定实验过程发生过于迅速只能够宏观评定其抗弹性能，对织物的力学响应没有办法分类定量的分析，那么各种模型化实验可以分类的对织物侵彻实验过程中不同响应进行单独分析，面内剪切相框实验是研究侵彻实验防弹织物剪切变形力学响应的有效方法。

在柔性织物的弹道侵彻试验中弹头能量耗散方式主要分为纱线应变能、纱线动能及纱线间摩擦力耗能等几种方式。而在侵彻过程中的纱线拔出现象不但耗散弹头的能量，而且伴随纱线拔出同时发生织物的面内剪切变形，在防弹织物纱线拉拔模型化实验中配合数字图像相关方法可以得到的柔性织物剪切变形曲线，一般来说织物剪切变形分为两阶段：线性增加的去屈阶段和缓慢恢复的滑移阶段。在线性增加阶段，剪切变形随拉出时间迅速线性增加，达到剪切变形最大值后伴随波动缓慢下降，当纱线完全拉出后剪切变形并未完全恢复。对于受到弹道冲击的防弹织物，冲击过程本身就会伴随纱线拔出过程，则剪切变形在织物中是最容易发生的，关于织物剪切变形的研究会对防弹织物受载荷之后的行为研究具有重要意义。

而织物的纤维拔出模型化实验虽然可以获得织物试件总的面内剪切变形变化过程，却无法获得最主要的剪切应力与剪切应变之间的关系，这对于评价柔性织物的抗剪切变形能力评价具有重要意义，对进一步评价防弹装备的柔软度至关重要。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种柔性织物面内剪切变形评价的相框测试装置及其测试方法，以达到柔性织物面内剪切变形的测试要求，是对弹道侵彻实验中发生织物面内剪切变形的模型化测试方法。

本发明采用的技术方案为：柔性织物面内剪切变形评价的相框测试装置，该装置包括夹持卡具2、销钉3和圆头双耳4，所述夹持卡具2包括底部压板、内部压板2c和上部压板，织物试件1设置在底部压板与内部压板2c之间，底部压板采用两个底部压板内边框2a搭在两个底部压板外边框2b上构成长方形框，上部压板采用两个上部压板外边框2e在两个上部压板内边框2d上构成长方形框，夹持卡具2还包括用于固定底部压板、内部压板2c和上部压板的固定螺栓2i和用于压紧织物试件1的压紧螺栓2f；夹持卡具2的四个顶点处设置销钉3，夹持卡具2与销钉3接触的圆孔界面上安装有滚动轴承5；夹持卡具2的对角顶点处设置用于连接试验机平台的圆头双耳4。

所述夹持卡具2与织物试件1的接触面上装有摩擦副。整个柔性织物夹持卡具由四组剪力压板边框围城矩形，其对角线与织物试件有效区域平面的对角线共线。