织物的防刺机制及刀具形状对防刺性能的影响

为研究高强织物抵御刀具刺破的机制,从力学角度分析了在刀具穿刺过程中织物的受力变化及刀具的能量转化,并结合超高分子质量聚乙烯纤维防刺材料的静态穿刺与动态穿刺实验,验证了刀具的瞬时冲击力及动能转化的理论分析。计算结果显示：在冲刺动能为24 J、刺入角度为0°条件下,对织物产生的瞬时冲击力可达1 811.85 N,对织物的瞬时压强为7.49×108 Pa,此二者是导致织物受损的主要因素;刀具刺入过程中产生的动能除克服织物的弹性外,还有部分能量因摩擦转化为热能,该热能至少可使织物升温100 ℃,但具体转化率还有待研究;此外,不同刀具形状对织物的破坏机制有所不同,并直接影响破口形态和穿刺深度,相同条件下,双刃刀刺入最深,其次是单刃刀和锥。