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1、Kevlar纤维叠层织物防弹机理和性能研究CANKAO第31卷第5期南京理工大学学报Vol.31No.5Kevlar纤维叠层织物防弹机理和性能研究顾冰芳1,2,龚烈航,徐国跃21(1.南京航空航天大学材料科学与技术学院,江苏南京210016;2.解放军理工大学工程兵工程学院,江苏南京210007)摘 要:选取多种形状的冲击体对Kevlar纤维叠层织物进行了弹道冲击实验。研究了Kevlar纤维受冲击时的表观破坏形态和微观损伤机理。结果表明:纤维的变形破坏随冲击物的形状和速度变化呈现出多形态、多阶段模
2、式;纤维的微观变形形态为:除拉伸破坏外,断口处产生大量的侧向劈裂,并且呈现明显的塑性流动。同时研究了试样面密度、冲击速度等因素对材料防弹性能的影响规律。构建了材料防弹性能的一般方程。关键词:Kevlar纤维;弹道冲击;防弹中图分类号:TB332 文章编号:1005-9830(2007)--BulletProofofKevlarMulti2layersTextileBing2fang,GONGLie2hang,XUGuo2yue1,221(1.CollegeofMaterialScienceand
3、Technology,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing210016,China;2.EngineeringInstituteofEngineeringCorps,ScienceandTechnologyUniversityofPLA,Nanjing210007,China)Abstract:TakingKevlarmulti2layertextileasanimpacttarget,ballisticimpacttestsa
4、reconductedbydiversifiedimpactsubjects.Thebulletproofmechanismofthetextileisanalyzedfromapparentandmicroaspect.Itisconcludedthatthefabricfailureappearsindifferentpatternsiftheimpactsubjectsareindifferentshapesandatdifferentspeeds.Themicrodamagedpatter
5、nshaveelasticten2sile,splittingandelasticflowing.Thebulletproofperformanceofthetextileisresearchedandtheeffectoftheareadensityandtheimpactvelocityontheperformanceisrevealed.Thecommonequa2tionsofthebulletproofperformanceareformed.Keywords:Kevlarfabric;
6、ballisticimpact;bulletproof 在武器性能不断提高的推动下,人员和装备[1-4]的防弹问题越来越受到重视。Kevlar纤维具有较高的拉伸强度和弹性模量、优异的耐疲劳和抗冲击性能以及较好的耐热性能,成为极具发展潜力的新型防弹材料。一方面,Kevlar纤维织物优异的防弹性能和较低的密度非常适用于人员防 收稿日期:2006-03-08 修回日期:2007-06-16 基金项目:总装备部预研计划 作者简介:顾冰芳(1971-),女,江苏昆山人,讲师,博士,主要研究方向:防弹材料
7、和功能材料研究,E2mail:gub2ingfang@sina.com。?1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net总第156期顾冰芳 龚烈航 徐国跃 Kevlar纤维叠层织物防弹机理和性能研究639 护;另一方面,将Kevlar织物与树脂复合压制成防弹复合材料,其抗冲击性能更强,可用于装备的[5,6]防护装甲。本文研究Kevlar纤维叠层织物受不同形状子弹
8、冲击时的防弹机理和性能,通过弹道冲击实验,考察材料弹道性能指标的影响因素。研究结果为Kevlar纤维叠层织物弹道性能的计算及其防弹复合材料设计提供参考。显,基本为剪切破坏。弹体飞出一侧有冲塞物飞出。弹孔形态见图3。1 实验部分1.1 材料图2 尖头弹侵入侧弹孔形态实验采用国产Kevlar平纹织物,其单层织物2的面密度为200g/m。1.2 实验装置及原理弹道冲击实验在南京理工大学内弹道实验室进行。弹道冲击实验原理如图1所示。子弹的入射速度和出射速度分别采用2组铝屏进行速度测试。每一
