新型超高分子量聚乙烯膜材料防弹性能及机理

超高分子量聚乙烯（UHMWPE）膜材料是近年来出现的新型防弹材料,具有与UHMWPE防弹无纬布不同的结构形式。采用1.1 g标准模拟破片、51式7.62 mm钢被甲铅芯弹和9 mm巴拉贝鲁姆铜被甲铅芯弹,对两类UHMWPE材料叠层靶片进行射击试验,研究两类材料的分子量、结晶度、力学特征以及防弹效能系数对其弹道极限v₅₀值、比吸能值和凹陷深度方面的影响,对其防弹性能进行理论分析,并结合弹着点形貌,对比研究了两类材料的防弹机理。结果表明：两类材料的分子量、结晶度、拉伸强度以及拉伸模量与其防弹性能呈正相关,较小的断裂伸长率更有利于减小凹陷深度;膜材料的条带结构更有利于材料承载应力、能量传播和能量耗散。因此,UHMWPE膜材料在弹道防护领域将具有很好的应用前景。     

国内外防弹标准防护等级的研究与对比

一部完善合理的防弹标准不仅可以对防弹材料的防护等级进行正确的划分,而且能为行动指挥者面对危险时选用不同的防护装备提供高效实用的指导。各个国家或国际组织的防弹标准根据各自特殊情况所制定,因此不同国家的防弹标准在防护级别上有所差异。主要从防弹衣、防弹头盔、装甲防护车辆、透明装甲材料和其他防弹设备四个方面归纳了一些国内外常用防弹标准,对不同防弹标准中各防护级别的弹丸侵彻能量进行横向对比,并对其中4种常用测试弹丸的弹心材质和形貌结构进行比较与分析。通过对常用防弹标准的对比与分析,总结出国内外常用防弹标准在防护等级和所测试弹丸威力等方面的异同,期望能对从事相关行业的研究人员选用或修改完善防弹标准有所启发与帮助。     

常见蜂窝胞元轴向承载能力研究

根据细长杆稳定理论与薄壁板壳屈曲理论,建立了圆形、正方形和正六边形蜂窝夹芯胞元壳的轴向受压理论分析模型,推出了不同形状蜂窝胞元夹芯的临界应力（或蒙皮平压应力）计算公式,在此基础上对不同胞元轴向承载能力用比强度的形式进行了比较。得出了在蜂窝夹芯材质相同情况下,圆形疏排蜂窝结构的比强度最高,依次是圆形密排和正六边形蜂窝,正方形结构的比强度最低等结论。最后用3D有限元数值模拟技术,通过对铝质正方形蜂窝胞元壳的模拟,将其结果与本模型计算值进行了比较,两者吻合较好。其结论对蜂窝夹芯结构的理论研究与选型设计都有重要指导意义。     

移动的椭圆形办公室——美国新任总统奥巴马的防弹轿车

最近美国新任总统奥巴马四处演讲以唤起公众对经济的信心,他的最新式防弹轿车也随之频频出现。美国总统的防弹轿车已成为美国特有的总统文化中的重要组成部分,在很大程度上反映了美国先进的防护技术。     

警用轻质复合防弹材料的制备及性能研究

以泡沫铝为夹芯材料,将其置于两块偏薄的铝板间,用胶粘法将铝板和夹芯材料连接,制备不同板厚和泡沫铝密度的两种(1#和2#)警用轻质复合防弹材料,用不同密度泡沫铝子弹进行冲击试验,研究该材料的抗弯性、冲击断裂性等.结果表明:两种试件均在三点弯曲试验中脆性断裂,1、2#试件的最大抗弯载荷分别为621、743 N,2#试件的抗弯性能较好;冲击断裂测试中,1#试件断裂、2#试件严重变形,最大冲击载荷分别为466、498 N,增加板厚和夹芯材料密度能提升试件抗冲击性能;泡沫铝子弹密度越大,冲击伤害越大,1、2#试件均有良好消耗子弹动能的能力.     

一种装甲用防弹钢板的研究与应用

设计并制造一种厚度为5~16 mm、布氏硬度值为(480~530)HBW的高强度防弹钢板,设计其化学成分、工艺流程、热处理工艺参数,同时充分考虑冲击韧性对钢板抗侵彻能力的影响。结果表明,钢板具有硬度高、抗子弹侵彻能力强、性能均匀等优点,具备优异的防弹功能。     

枪弹冲击防弹头盔致头部非贯穿性损伤的数值模拟研究

新型防弹头盔虽能对头部提供良好的保护,但也常引起颅骨骨折与脑损伤。防弹头盔在高速弹体冲击下引起的头部非贯穿性损伤的机理难以理解,目前还缺少相应的参数与测试方法对该类损伤进行有效评估。利用已建立及通过验证的人体头部生物力学模型与防弹头盔有限元模型, 并通过加载手枪弹以386 m/s的速度冲击防弹头盔的仿真研究,获得头盔非贯穿下人体头部的生物力学响应。仿真结果表明,头盔通过背面变形接触头部易引起颅骨骨折与高颅内压力。对比分析了有无衬垫泡沫及6 mm和12 mm泡沫内饰衬垫厚度对头部损伤的影响：有泡沫作用下的颅内压力峰值降低20.6%,头盔的背面变形量减少约10%;6 mm厚衬垫泡沫作用下颅骨出现骨折,12 mm厚衬垫泡沫作用下颅内压力峰值减少50%,头盔的背面变形减少10%.     

蜂窝结构炸药及其应用

为了解决现行爆炸复合装药方式落后及炸药爆炸能量利用率极低的问题,使用了一种保证装药质量的蜂窝结构炸药,并将该蜂窝结构炸药应用于一次起爆可复合两块复合板的双面爆炸复合技术,由于受到蜂窝材料和双面复板的多向约束,使炸药的临界厚度显著降低,乳化炸药在5 mm厚时,仍可以稳定爆轰。成功地进行了以5 mm厚的蜂窝结构炸药用于2 mm厚的45#钢板和16 mm厚的Q235钢板双面爆炸复合可行性试验。结果表明,与现行的单面爆炸复合相比,在复合相同数量复合板的情况下,炸药的使用量节省了83%,炸药的能量利用率显著提高。试验前,对爆炸复合窗口及复板的碰撞速度进行了计算,得到了复板碰撞速度的上下限(192 m·s-1vp983 m·s-1)及两组实验中复板的碰撞速度1089,863 m·s-1,计算与试验结果一致性较好。     

国外船用激光焊接波纹夹芯板的开发与应用

激光焊接波纹夹芯板（LASCOR）结构能够减轻重量，减少占据空间，降低噪音和振动，增强防火安全性和热绝缘性，改善防撞击性，通过精确预制可降低制造成本，便于快速组装，通过板和接头的模块制造，可灵活组装。采用激光焊接可减少焊接变形和提高生产率，改善焊缝耐蚀性。该结构已在舰船（甲板、舱室隔板、升降机门、机库房门、航空母舰的偏流板），海洋平台（住居舱室、平台），桥梁面板，汽车，列车和建筑等部门得到广泛的应用。文中概述了目前美欧各国LASCOR结构在海军和船舶制造工业中取得的成果，以期对我国造船工业和海军舰艇夹层结构的开发研究有所启示。     

步枪弹高速冲击下防弹头盔功能梯度泡沫内衬的防护性能

为开发能够抵御步枪弹的新型防弹头盔,研究功能梯度泡沫内衬在防弹头盔中的防护作用,通过材料压缩试验获得30 kg/m3、45 kg/m3和60 kg/m33种不同密度发泡聚丙烯泡沫的力学性能,开展枪弹高速冲击功能梯度泡沫内衬防护下的假人颅脑试验并进行仿真研究.利用人颅脑试验和数值模拟计算,分析均质泡沫、正负梯度、凹凸梯度...     

夹芯材料发展及防护结构应用综述

夹芯材料具有轻质、高强、功能多样等优点,因而在工程领域受到重视。首先对夹芯材料进行分类,对不同芯材夹芯材料的力学性能、动态响应和性能特点进行研究,概述夹芯材料的发展现状。最后对夹芯材料在防护结构中应用的可行性进行分析,提出夹芯材料在防护结构中应用可能存在的问题。     

抗弹陶瓷的特殊耗能机制研究

以刚玉系抗弹陶瓷为研究对象 ,测定其防护系数和相关性能 ,通过结构分析研究其抗弹机理 ,并提出陶瓷的特殊耗能机制 ,试图揭示陶瓷具有优良抗弹能力的本质     

点阵金属夹芯结构抗爆炸冲击问题研究的综述

点阵金属夹芯结构是一种具有良好缓冲吸能特性的新型材料结构。为全面了解其在抗爆炸冲击方面的力学性能和在轻质装甲防护结构方面应用的潜力,介绍了新型点阵金属材料的基本概念;分析了点阵金属夹芯结构抗爆炸冲击过程的理论分析模型、夹芯结构的变形失效形式、抗爆吸能特性和相关影响因素;讨论并展望了点阵金属夹芯结构的发展趋势。     

防弹玻璃动态力学响应规律及抗弹性能研究

采用霍普金森压杆对防弹玻璃进行动态压缩实验,分析其破坏机理和防护机理,并通过靶试试验研究PVB夹层防弹玻璃的抗弹性能。结果表明：玻璃的压缩强度随应变率的增加而增大,但压缩失效应变随应变率的增大而减小;胶层可以有效提高玻璃的动态失效应变,使玻璃的吸能能力大幅提高;玻璃的动态强度随试样厚度的增加而提高,动态失效应变随试样的横截面积的增加而升高;玻璃在冲击载荷下出现大量裂纹并粉碎破坏,需要消耗大量能量作为表面能,从而能够有效消耗子弹的能量;PVB夹层防弹玻璃具有较强的防弹性能,且当迎弹层较厚时弹坑深度较浅。     

高硬度装甲钢抗弹性能及其机理研究

通过穿甲试验,研究装甲钢硬度与抗弹性能之间的关系;由弹坑解剖分析了装甲钢板穿甲破坏形貌以及弹坑表面的强化机理。试验结果表明:高硬度装甲钢抗弹性能好;装甲钢板为混合穿甲形式破坏;弹坑表面的变形带和相变带是由非常细小马氏体板条组成,其硬度非常高,远远高于装甲钢板的基体和淬火硬度。     

雷达防弹天线罩夹芯结构设计与性能研究

针对反辐射武器对雷达构成的威胁,设计了一种既能够直接防御反辐射武器近炸毁伤,又能保持优异透波性能的防弹天线罩夹芯板块结构。对不同厚度的超高分子量聚乙烯(UHM-WPE)层合板进行弹道侵彻实验,确定将UHMWPE层合板作为夹芯结构的防弹层。通过电磁性能优化的方法确定夹芯结构的结构参数,并对其电磁性能进行了理论分析。弹道实验和电磁性能测试结果表明,该夹芯结构能够防御某型反辐射导弹在15 m处爆炸产生的破片冲击,并且在S波段的平均透波率(功率传输系数)不低于97.8%,平均值达到了98.6%。理论计算结果和实验结果表明文中提出的防弹天线罩夹芯结构设计方法是有效的。     

铝合金多层板靶板损伤形式及其微观组织分析

采用53式7.62 mm弹道枪、7.62 mm穿燃弹入射铝合金多层板,弹速为824 m/s。利用光学显微镜观察靶板侵彻后的弹坑微观组织。结果表明,距贯穿初始位置约4.3 mm开始出现绝热剪切带,距贯穿初始位置约3 mm开始出现裂纹。裂纹均存在于面板中。在弹丸冲击下,出现于面板弹坑微观组织中的绝热剪切带与裂纹相比,是一种更有效的能量耗散方式。背板贯穿处边缘未见裂纹和绝热剪切带。中间填料层对裂纹扩展有明显的抑制作用。     

花瓣型一维阻力修正机构设计及外弹道仿真

为了提高小口径榴弹的射击精确度和射击密集度,设计了一种花瓣形一维阻力修正执行机构,以35 mm口径榴弹为弹丸平台设计一维弹道修正弹;利用流体力学软件ANSYS Fluent进行弹丸飞行流场数值仿真,获得了不同马赫数情况下各弹丸模型的气动参数;通过质点弹道模型对弹丸外弹道进行仿真计算;结果表明：阻力执行机构展开过程耗时0．006 s,可以提供平均阻力系数比为3．01;弹道仿真得出：在给定的条件下,修正弹可以提供最大140 m射程修正量。     

一类装甲钛合金材料的防护性能与抗弹机理探索

研究测试了一种成本低于常规Ti-6Al-4V的钛合金装甲材料的显微组织及抗弹性能。结果表明:热处理状态影响钛合金装甲材料的组织匹配;细小板条组织的材料从力学性能到抗弹性能的匹配比较合理;高强、高韧材料的抗弹性能明显优化;高强度、低韧性的材料脆性增加,抗多发弹能力下降。