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超高分子量聚乙烯纤维平纹织物-单向布混合堆叠板的防弹机制

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柔性防弹衣具有隐蔽性好、穿着舒适的优点,而采用平纹与单向(UD)布杂化结构具有更好的防护效果.本文采用三层超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维平纹织物(A)和两层Dyneema®SB51 UD布(B)组成AAABB和BBAAA两种混合靶板,通过弹道实验比较两种排列方式的防弹性能差异.结果表明,将平纹织物在前UD布在后能大幅提升整块板的防弹性能,能量吸收比后者高约20％.进一步采用有限元模拟来阐明其防弹机制,模拟结果表明将平纹织物放在面层不易被切断,使得平纹织物层发生更大的形变,也使后面的UD布发生大面积形变,吸收大量能量.而UD布放在前面层易产生的切力破坏,失去对后面层的作用.而平纹织物在后层容易发生滑移,且形变纵深过大,不利于防弹保护.该研究结果阐明了平纹织物和UD布不同顺序堆叠时的防弹机制,为进一步优化设计该类柔性防弹衣提供了坚实的理论基础.
Ballistic mechanism of the hybrid panels with UHMWPE woven fabrics and UD laminates

袁子舜、陆振乾、许玥、徐望

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广东工业大学 能源与材料学院,广州 510006

盐城工学院 纺织服装学院,盐城 224051

北京中科老专家技术中心,北京 100190

北卡罗来纳州立大学 威尔逊纺织学院,罗利 27606

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超高分子量聚乙烯纤维 平纹织物 单向(UD)布 混合堆叠板 有限元模拟分析 弹道冲击

国家自然科学基金

51478408

2022

10.13801/j.cnki.fhclxb.20210625.001

复合材料学报
北京航空航天大学 中国复合材料学会

复合材料学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.933
ISSN：1000-3851
年,卷(期)：2022.39(6)
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