Acta Armamentarii ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (6): 240457-.doi: 10.12382/bgxb.2024.0457
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QIAN Haocheng1, WEN Yaoke1,*(), WANG Meng1,2, LUO Xiaohao3, WANG Huicheng1, NIE Weixiao1, FENG Zhiyan1, TONG Liangcheng4
Received:
2024-06-11
Online:
2025-06-28
Contact:
WEN Yaoke
CLC Number:
QIAN Haocheng, WEN Yaoke, WANG Meng, LUO Xiaohao, WANG Huicheng, NIE Weixiao, FENG Zhiyan, TONG Liangcheng. Protection Performance of SiC/UHMWPE Bulletproof Insert Plate with Biomimetic Topology Interlocking Configuration-based Ceramic Assembly[J]. Acta Armamentarii, 2025, 46(6): 240457-.
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参数 | 数值 | 参数 | 数值 |
---|---|---|---|
ρ(g·cm-3) | 3.16 | K1/MPa | 204785 |
G/GPa | 100 | K2/MPa | 0 |
σi/GPa | 4.92 | /GPa | 12.2 |
pi/GPa | 1.5 | /GPa | 0.2 |
σf/GPa | 0.1 | 999 | |
pf/GPa | 0.25 | D1 | 0.16 |
Tmax/GPa | 0.75 | D2 | 1.0 |
C | 0.009 | β | 1.0 |
Table 1 JHB constitutive parameters for SiC ceramics[15]
参数 | 数值 | 参数 | 数值 |
---|---|---|---|
ρ(g·cm-3) | 3.16 | K1/MPa | 204785 |
G/GPa | 100 | K2/MPa | 0 |
σi/GPa | 4.92 | /GPa | 12.2 |
pi/GPa | 1.5 | /GPa | 0.2 |
σf/GPa | 0.1 | 999 | |
pf/GPa | 0.25 | D1 | 0.16 |
Tmax/GPa | 0.75 | D2 | 1.0 |
C | 0.009 | β | 1.0 |
参数 | 数值 | 参数 | 数值 |
---|---|---|---|
ρ(g·cm-3) | 0.97 | G12/MPa | 15 |
E1/MPa | 25000 | G13/MPa | 3000 |
E2/MPa | 25000 | G23/MPa | 3000 |
E3/MPa | 8000 | X1t/MPa | 1250 |
ν12 | 0.006 | X2c/MPa | 1250 |
ν13 | 0.06 | X3c/MPa | 1250 |
ν23 | 0.06 | X3t/MPa | 650 |
Table 2 Material parameters of UHMWPE[16]
参数 | 数值 | 参数 | 数值 |
---|---|---|---|
ρ(g·cm-3) | 0.97 | G12/MPa | 15 |
E1/MPa | 25000 | G13/MPa | 3000 |
E2/MPa | 25000 | G23/MPa | 3000 |
E3/MPa | 8000 | X1t/MPa | 1250 |
ν12 | 0.006 | X2c/MPa | 1250 |
ν13 | 0.06 | X3c/MPa | 1250 |
ν23 | 0.06 | X3t/MPa | 650 |
ρ/(g·cm-3) | Enn/MPa | Ess/MPa | Ett/MPa | /MPa |
---|---|---|---|---|
2 | 400 | 689 | 689 | 1 |
/MPa | /MPa | /(J·mm-2) | /(J·mm-2) | /(J·mm-2) |
1.6 | 1.6 | 0.5 | 1 | 1 |
Table 3 Constitutive parameters for cohesive layers[17]
ρ/(g·cm-3) | Enn/MPa | Ess/MPa | Ett/MPa | /MPa |
---|---|---|---|---|
2 | 400 | 689 | 689 | 1 |
/MPa | /MPa | /(J·mm-2) | /(J·mm-2) | /(J·mm-2) |
1.6 | 1.6 | 0.5 | 1 | 1 |
参数 | 钢芯 | 背甲 | 铅套 |
---|---|---|---|
ρ(g·cm-3) | 7.83 | 7.92 | 11.34 |
G/GPa | 77 | 77 | 17 |
T/K | 293 | 293 | 294 |
Tm/K | 1793 | 1793 | 600 |
A/MPa | 792 | 300 | 14 |
B/MPa | 510 | 275 | 18 |
n | 0.26 | 0.15 | 0.69 |
C | 0.28 | 0.014 | 0.035 |
m | 1.03 | 1.09 | 1.68 |
Table 4 Material parameters of 5.8mm DBP10 rifle bullet[18-19]
参数 | 钢芯 | 背甲 | 铅套 |
---|---|---|---|
ρ(g·cm-3) | 7.83 | 7.92 | 11.34 |
G/GPa | 77 | 77 | 17 |
T/K | 293 | 293 | 294 |
Tm/K | 1793 | 1793 | 600 |
A/MPa | 792 | 300 | 14 |
B/MPa | 510 | 275 | 18 |
n | 0.26 | 0.15 | 0.69 |
C | 0.28 | 0.014 | 0.035 |
m | 1.03 | 1.09 | 1.68 |
器官 | 密度ρ/(g·cm-3) | 杨氏模量E/MPa | 泊松比ν |
---|---|---|---|
肌肉 | 1.2 | 16.32 | 0.42 |
肋骨 | 1.412 | 6500 | 0.22 |
肋软骨 | 1.07 | 2.5 | 0.4 |
脊柱 | 1.33 | 355 | 0.26 |
椎间盘 | 1.2 | 4.2 | 0.45 |
Table 5 Linear elastic tissue material parameters[22]
器官 | 密度ρ/(g·cm-3) | 杨氏模量E/MPa | 泊松比ν |
---|---|---|---|
肌肉 | 1.2 | 16.32 | 0.42 |
肋骨 | 1.412 | 6500 | 0.22 |
肋软骨 | 1.07 | 2.5 | 0.4 |
脊柱 | 1.33 | 355 | 0.26 |
椎间盘 | 1.2 | 4.2 | 0.45 |
密度ρ/ (g·cm-3) | C01 | C10 | B1 | 阶数 | g | k | τ |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1.2 | 0.8 | -0.4 | 2.19 | 1 | 0.8682 | 0 | 0.005 |
2 | 0.04379 | 0 | 0.07995 | ||||
1.06 | 0.003447 | 0.0031 | 913 | 1 | 0.52826 | 0 | 0.008 |
2 | 0.301889 | 0 | 0.15 |
Table 6 Visco-hyperelastic material parameters[23]
密度ρ/ (g·cm-3) | C01 | C10 | B1 | 阶数 | g | k | τ |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1.2 | 0.8 | -0.4 | 2.19 | 1 | 0.8682 | 0 | 0.005 |
2 | 0.04379 | 0 | 0.07995 | ||||
1.06 | 0.003447 | 0.0031 | 913 | 1 | 0.52826 | 0 | 0.008 |
2 | 0.301889 | 0 | 0.15 |
器官 | 损伤程度 | 损伤判据 |
---|---|---|
肌肉 | 一段时间后可恢复 | 压缩量小于20% |
胸骨和肋骨 | 弹着点后方胸骨可能轻微骨裂 | 等效应变小于0.02 |
心脏 | 可能造成心肌损伤 | 主应力大于300kPa |
肺脏 | 可能使肺部软组织发生挫伤 | 主应力大于240kPa |
Table 7 Extent of camage to major organs in the chest
器官 | 损伤程度 | 损伤判据 |
---|---|---|
肌肉 | 一段时间后可恢复 | 压缩量小于20% |
胸骨和肋骨 | 弹着点后方胸骨可能轻微骨裂 | 等效应变小于0.02 |
心脏 | 可能造成心肌损伤 | 主应力大于300kPa |
肺脏 | 可能使肺部软组织发生挫伤 | 主应力大于240kPa |
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