涂层面料复合材料(以下简称涂层面料)作为汽车座椅蒙皮的主要材料,在汽车行业中应用日益广泛;因其价格合理、造型美观而受到广大座椅生产厂家的追捧。目前,对于涂层面料的相关研究大多集中在其功能性上,如耐磨性、色牢度等,但在生产和实际使用中,撕裂和褶皱、以及和海绵发泡的材料特性匹配都是涂层面料存在和需要考虑的重要问题,与之相关的材料的力学特性研究也成为了重要研究方向。本文通过试验数据与理论分析结合的方法建立了涂层面料材料的各向异性超弹性本构模型,通过ABAQUS的子程序自定义了材料模型,并利用仿真验证了模型的有效性;同时应用建立的本构模型对有、无面料的体压分布进行了对比,结果表明进行体压分布仿真不能忽略面料而只采用海绵发泡进行仿真。本文具体工作如下:(1)涂层面料主要由涂层材料和基布两部分组成,由于基布具有各向异性,所以涂层面料通常为各向异性材料。为了获得材料不同方向上的力学特性和变形特点,对涂层面料进行了经向与纬向的单轴拉伸试验和面内剪切试验,同时进行了涂层材料和基布材料各自的单材料单轴拉伸试验,为后续单材料联合仿真提供数据支持。通过图像处理对涂层面料经、纬向的泊松比进行了测定,为之后应用正交各向异性本构模型进行的仿真提供了数据基础。(2)基于连续介质力学理论,类比纤维增强复合材料和超弹性材料本构模型的建立方法,通过将涂层面料的应变能解耦为涂层的各向同性拉伸应变能和基布沿两个方向的各向异性拉伸应变能,建立了考虑涂层材料的各向异性超弹性本构模型。通过拟合试验数据获取了涂层面料本构模型参数。(3)利用自定义的涂层面料超弹性本构模型、ABAQUS自带的正交各向异性本构模型和单材料联合仿真三种方法对涂层面料进行了拉伸试验过程的仿真模拟,其中涂层面料超弹性本构模型通过UANISOHYPER_INV子程序输入ABAQUS有限元软件;仿真结果证明了自定义的涂层面料超弹性本构模型的有效性。在基于单材料联合仿真的面料复合材料力学性能研究中,由于利用宏观建模进行的单材料联合仿真存在一定的误差,本文通过TEXGEN软件建立了针织物基布的细观几何模型,将其导入ABAQUS中与涂层材料的几何模型相匹配,可以进一步获得基于细观结构的涂层面料有限元模型,为下一步进行涂层面料的基于细观结构的材料力学特性仿真研究提供了支持。(4)利用获得的自定义涂层面料超弹性本构模型进行了有、无面料情况下座椅体压分布的仿真和对比,结果验证了座椅蒙皮材料对体压分布结果存在不可忽略的影响。本文的主要创新点在于,将纤维增强复合材料超弹性本构建模方法应用于基布为针织物的涂层面料材料建模中;尝试了将涂层面料整体应变能解耦为涂层材料拉伸应变能和基布经、纬向拉伸应变能的本构模型来进行建模,为座椅面料复合材料性能仿真研究提供了一种新途径;编写了UANISOHYPER_INV涂层面料超弹性本构模型子程序;进行有、无面料体压分布仿真的定性研究。所建立的涂层面料超弹性本构模型还可以应用于材料力学试验的验证以及其他工程使用情况的仿真,具有很好的理论和工程应用价值。