超高分子量聚乙烯(Ultra High Molecular Weight Polyethylene,简称UHMWPE)纤维是继碳纤维和芳纶纤维之后的第三代高强度、高弹性模量、高性能的纤维,由UHMWPE纤维织成的平纹织物已被广泛地用于轻质柔性冲击防护系统中,设计更轻、更有效的冲击防护结构是近年来的热门研究课题。影响高强度织物结构吸收冲击能量的因素很多,存在于纱线之间和弹体与织物之间的摩擦等界面性能是决定织物结构吸收冲击能量能力的重要因素。为探究界面性能对平纹织物吸能效果的影响,为设计高水平柔性防护结构,本文进行了以下工作:(1)在MTS材料试验机上开展UHMWPE、Kevlar纱线的拉伸试验,得到单束UHMWPE、Kevlar纱线的初始弹性模量、失效应力和失效应变;对UHMWPE、Kevlar平纹织物开展织物拉拔试验,间接获得Kevlar纱线间的摩擦系数,摩擦系数值在0.05-0.08之间,平纹织物拉拔试验时,无论是何种纱线,越大的拉拔速率使得纱线拔出力的极限荷载越大。(2)基于纱线的微观形貌建立平纹织物的细观模型,通过ABAQUS有限元分析软件,建立纱线层级的有限元模型,采用正交各向异性材料模型定义材料本构关系,最大拉应力准则定义纱线失效,通过模拟结果与试验结果相对比,验证平纹织物高速冲击模拟的准确性。(3)进行不同界面性能下冲击UHMWPE平纹织物的数值模拟,结果表明,摩擦损耗能不是主要的吸能机制,纱线动能和纱线势能是主要的吸能机制。弹体冲击纯UHMWPE平纹织物时,纱线-纱线间摩擦使得织物吸收能量增大,但当纱线-纱线间摩擦超过0.1时,织物能量吸收能力反而减弱,即界面摩擦存在临界值;冲击粘性UHMWPE平纹织物时,纱线-纱线间摩擦不存在临界值,推测是纱线间的粘性相当于纱线间摩擦的作用,粘性平纹织物相当于在初始阶段就给纱线间施以较大摩擦。(4)进行不同界面性能下冲击混编平纹织物、Kevlar平纹织物的数值模拟,结果表明,不同材料纤维织成的平纹织物吸能效果相差较大,相同弹体-织物间摩擦、纱线-纱线间摩擦情况下,Kevlar平纹织物吸能效果为UHMWPE平纹织物吸能效果的42%-54%,混编平纹织物吸能效果为UHMWPE平纹织物吸能效果的53%-63%。(5)进行单层平纹织物加固H型钢的数值模拟分析,探究平纹织物加固H型钢的防护效果,为工程上的运用提供参考。本文的研究为UHMWPE平纹织物在轻质柔性防护结构中应用提供了分析手段,为进一步研究或开发UHMWPE防护结构提供有益的参考与技术储备,以期在野战工事及防护工程的关键部位有广泛的应用。