高强度Kevlar纤维机织织物被广泛应用于航空发动机软壁机匣包容上,剪切增稠液经研究发现可以有效提升Kevlar织物的能量吸收能力,因此将STF增强Kevlar织物应用于机匣包容上是对其包容能力及减重性能的提升,具有广阔的应用前景。包容过程中涉及到大变形的冲击过程,而有限元分析冲击过程的关键在于准确的材料本构模型。为了获取适用于高应变率下纯Kevlar和STF-Kevlar织物的本构模型参数,本文进行了如下工作:(1)设计针对单束纤维束的相应加强片与夹具,在MTS材料试验机与霍普金森拉杆上开展室温(20℃)力学性能试验,得到单束纯Kevlar纤维与不同浓度STF强化Kevlar的准静态与动态拉伸力学性能,对比分析了准静态与动态力学性能的区别及不同STF溶液浓度对弹性模量、应力极限与拉伸强度的影响,为STF增强Kevlar织物的动态响应分析提供参考。(2)对纯Kevlar织物和STF-Kevlar织物开展了两种拔出速率的纤维拔出试验,获得了纱间摩擦系数,发现STF-Kevlar织物的摩擦系数明显高于纯Kevlar织物,随着拔出速率的增大,纯Kevlar的摩擦系数下降,而STF-Kevlar的摩擦系数增大。(3)基于数值显微镜获得纱线的微观形貌建立Kevlar织物的细观几何模型,借助UG建模软件、HyperMesh分网软件及ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,在纱线的结构层次上建立有限元模型,采用正交各向异性材料模型关键字定义纱线本构关系,结合最大拉应力失效理论描述纱线失效,通过模拟单根伸直纱线的拉伸过程,验证了模型材料赋予的正确性,建立STF-Kevlar织物高速冲击数值分析方法。(4)在空气炮试验系统上使用模拟叶片弹体对纯Kevlar织物开展高速冲击验证试验,结果表明,纯Kevlar仿真与试验的冲击过程与能量吸收吻合程度较好。随后研究了纱间摩擦系数和失效应力对STF-Kevlar织物能量吸收的影响机制,发现剪切增稠液对Kevlar织物能量吸收方面有明显的增强作用;失效应力显著影响了织物吸收能力,失效应力越大,能量吸收越多;而摩擦系数通过影响参与纱线的数量来间接影响织物吸收能量能力,摩擦系数越高,吸收能量越少。本文的研究为STF-Kevlar织物在航空发动机软壁包容机匣上的应用建立了理论基础,提供了分析手段。