(中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室，湖南长沙，410075)

剪切增稠(shear-thickening)是一种非牛顿流体性质，是指黏度随剪切速率增加而增大的流体流变现象[1-3]。剪切增稠液(shear thickening fluids,STF)是指具有剪切增稠效应的非牛顿流体，在合适的剪切速率范围下，STF黏度会随着施加的剪切速率的增大而显著增大[4-6]。剪切增稠效应强的STF，与初始黏度相比，其黏度甚至可以呈指数级突变，并且当外力消失时，流体会恢复到初始状态[7-8]。这种自适应和可逆性使剪切增稠液在物理防护和缓冲吸能方面具有广阔的应用前景。现阶段人们对于STF 的研究集中在使用STF 增强高性能织物的防弹冲击能力[9-12]。WANGER 等[13-14]将剪切增稠液浸渍Kevlar 纤维形成STF-Kevlar 的复合材料，极大地提升了Kevlar 材料的防弹性能。众多学者发现剪切增稠液在提升人体防护材料方面具有良好的效果[15-19]。STF 这种“遇强则强”的特殊流变特性在用作缓冲材料时[20-21]能增强传统泡沫蜂窝吸能材料[22-23]以及衰减冲击波等[24]。现阶段针对STF 的研究主要以实验手段为主，仿真研究偏少，研究成本高，周期偏长，仿真研究也大多是对STF 的增稠机理进行定性模拟。本文以玉米淀粉和水配制适宜浓度的剪切增稠液，进行低速冲击试验，研究剪切增稠液体的缓冲特性，通过构建分段Cross模型，完整描述宽域剪切速率下剪切增稠液流变性质，建立数值仿真模型；通过比对试验和仿真中重物侵入STF 后的速度衰减情况，验证分段Cross模型和数值仿真方法的有效性，并对剪切增稠液缓冲过程中的应力性质变化进行探讨。……