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  • 雷振坤 ( 教授 )

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防弹织物缝合结构的界面载荷传递与能量吸收行为实验研究

发布时间: 2023-12-22       点击次数:

织物及其复合材料具有高强度/重量比和抗高速冲击的能力,已经用于大变形和高能量吸收结构系统中,如防弹衣、弹道盔甲、推进发动机外壳和织物增强复合材料。己实现工业化、大规模生产高性能芳香族聚酞胺纤维(Kevlar 纤维),广泛应用于防弹领域,被认为是防弹材料发展史上的重要突破,标志着防弹材料由硬质向软质的转变。根据美国NIJ防弹衣标准,弹头被阻挡后冲击深度不超过4.4cm,被测试防弹衣织物结构设计就通过测试。实验结果显示织物的编织面密度与冲击损伤深度没有明显联系,较高的面密度并不意味着更好的防冲击能力。

   防弹织物的能量吸收机制和抗冲击能力评价仍旧是困难的科学问题。当弹头冲击或侵彻织物时弹头与织物的相互作用表现出宏/微观多尺度变形耦合模式,即纱线抽出拉伸变形、局部纱剪断、远场织物剪切变形和微观纤维剪切变形与拉伸断裂等。通过优化选择合适的纤维力学性质、纱线密度、编织几何方式、织物缝合构型等参数,来协同织物、纱线与和纤维等不同尺度上的变形,从而提高冲击能量吸收能力,达到织物防弹目的。因此,软织物结构的防弹性能优化设计,其本质是研究弹头与织物的交互作用机理,对国防军工相关领域具有科学研究意义。


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