Acta Armamentarii ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (1): 231164-.doi: 10.12382/bgxb.2023.1164
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MA Chaohe1,2, LIU Peng1,2, CHEN Jing1,2, ZHOU Hongyuan3, HUANG Guangyan1,2, ZHANG Hong1,2,*()
Received:
2023-12-05
Online:
2024-03-18
Contact:
ZHANG Hong
CLC Number:
MA Chaohe, LIU Peng, CHEN Jing, ZHOU Hongyuan, HUANG Guangyan, ZHANG Hong. Design and Optimization of Bulletproof and Stab-resistant Structure Based on Mixed Fabrics[J]. Acta Armamentarii, 2025, 46(1): 231164-.
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类型 | 材料 | 单层面密度/ (g·m-2) | 硬度(邵氏 硬度计LX-C) | 图片 |
---|---|---|---|---|
防弹材料 | 科博PE布 | 240 | 75 | |
防刺材料 | 浸胶芳纶布 | 370 | 84 | |
Table 1 Experimentalmaterial information
类型 | 材料 | 单层面密度/ (g·m-2) | 硬度(邵氏 硬度计LX-C) | 图片 |
---|---|---|---|---|
防弹材料 | 科博PE布 | 240 | 75 | |
防刺材料 | 浸胶芳纶布 | 370 | 84 | |
试样 | 总层数 | 总面密度/ (g·m-2) | 平均穿透 层数/层 | 防刺平均 单层吸能/J |
---|---|---|---|---|
浸胶芳纶布试样1 | 23 | 8510 | 16 | 1.5 |
浸胶芳纶布试样2 | 18 | 6660 | 16 | 1.5 |
科博PE布试样1 | 36 | 8640 | 全穿 | |
科博PE布试样2 | 59 | 14160 | 43 | 0.558 |
Table 2 Results ofanti stabbing test
试样 | 总层数 | 总面密度/ (g·m-2) | 平均穿透 层数/层 | 防刺平均 单层吸能/J |
---|---|---|---|---|
浸胶芳纶布试样1 | 23 | 8510 | 16 | 1.5 |
浸胶芳纶布试样2 | 18 | 6660 | 16 | 1.5 |
科博PE布试样1 | 36 | 8640 | 全穿 | |
科博PE布试样2 | 59 | 14160 | 43 | 0.558 |
试样 | 总层数k/层 | 总面密度/ (g·m-2) | 试样穿透情况 | 弹头速度v/ (m·s-1) | 胶泥凹陷深度h/ mm | 穿透层数n | 防弹单层材料 吸能Q1,Q2/J |
---|---|---|---|---|---|---|---|
科博PE布 试样1 | 36 | 8640 | 未完全穿透 | 510 | 12.6 | 5 | 19.91 |
520 | 12.1 | 7 | 20.75 | ||||
515 | 12.3 | 5 | 20.33 | ||||
523 | 12.4 | 6 | 20.97 | ||||
科博PE布 试样2 | 40 | 9600 | 未完全穿透 | 520 | 7.2 | 5 | 18.87 |
508 | 6.3 | 5 | 18.02 | ||||
514 | 6.2 | 6 | 18.46 | ||||
517 | 9.3 | 5 | 18.59 | ||||
浸胶芳纶布试样1 | 23 | 8510 | 完全穿透 | ||||
浸胶芳纶布 试样2 | 46 | 17020 | 未完全穿透 | 520 | 7.2 | 5 | 18.87 |
518 | 9.4 | 31 | 24.08 | ||||
512 | 6.2 | 27 | 27.13 | ||||
507 | 6.1 | 30 | 23.94 | ||||
510 | 6.3 | 31 | 23.44 | ||||
浸胶芳纶布 试样3 | 52 | 19240 | 未完全穿透 | 523 | 5.3 | 26 | 29.42 |
515 | 6.3 | 27 | 27.45 | ||||
506 | 5.4 | 26 | 27.53 | ||||
514 | 6.2 | 31 | 23.81 |
Table 3 Ballistic experimental results
试样 | 总层数k/层 | 总面密度/ (g·m-2) | 试样穿透情况 | 弹头速度v/ (m·s-1) | 胶泥凹陷深度h/ mm | 穿透层数n | 防弹单层材料 吸能Q1,Q2/J |
---|---|---|---|---|---|---|---|
科博PE布 试样1 | 36 | 8640 | 未完全穿透 | 510 | 12.6 | 5 | 19.91 |
520 | 12.1 | 7 | 20.75 | ||||
515 | 12.3 | 5 | 20.33 | ||||
523 | 12.4 | 6 | 20.97 | ||||
科博PE布 试样2 | 40 | 9600 | 未完全穿透 | 520 | 7.2 | 5 | 18.87 |
508 | 6.3 | 5 | 18.02 | ||||
514 | 6.2 | 6 | 18.46 | ||||
517 | 9.3 | 5 | 18.59 | ||||
浸胶芳纶布试样1 | 23 | 8510 | 完全穿透 | ||||
浸胶芳纶布 试样2 | 46 | 17020 | 未完全穿透 | 520 | 7.2 | 5 | 18.87 |
518 | 9.4 | 31 | 24.08 | ||||
512 | 6.2 | 27 | 27.13 | ||||
507 | 6.1 | 30 | 23.94 | ||||
510 | 6.3 | 31 | 23.44 | ||||
浸胶芳纶布 试样3 | 52 | 19240 | 未完全穿透 | 523 | 5.3 | 26 | 29.42 |
515 | 6.3 | 27 | 27.45 | ||||
506 | 5.4 | 26 | 27.53 | ||||
514 | 6.2 | 31 | 23.81 |
总层数 | 弹头速度/ (m·s-1) | 胶泥凹陷 深度/mm | 单层材料吸能/J | |
---|---|---|---|---|
实验 计算值 | 拟合曲线函数 计算值 | |||
25 | 447.6 | 19.8 | 20.69 | 21.88 |
452.7 | 17.1 | 21.82 | 21.41 | |
458.2 | 21.8 | 21.18 | 22.20 | |
446.4 | 18.6 | 20.87 | 21.68 |
Table 4 Verification of the effectiveness of fitting curve of Kebo PE fabric
总层数 | 弹头速度/ (m·s-1) | 胶泥凹陷 深度/mm | 单层材料吸能/J | |
---|---|---|---|---|
实验 计算值 | 拟合曲线函数 计算值 | |||
25 | 447.6 | 19.8 | 20.69 | 21.88 |
452.7 | 17.1 | 21.82 | 21.41 | |
458.2 | 21.8 | 21.18 | 22.20 | |
446.4 | 18.6 | 20.87 | 21.68 |
序号 | 浸胶芳纶布层数 | 科博PE布层数 | 面密度/(g·m-2) |
---|---|---|---|
1 | 7 | 25 | 8590 |
2 | 8 | 23 | 8480 |
3 | 9 | 22 | 8610 |
4 | 10 | 20 | 8500 |
5 | 11 | 18 | 8390 |
6 | 12 | 17 | 8520 |
Table 5 Surface densities of different composite structures
序号 | 浸胶芳纶布层数 | 科博PE布层数 | 面密度/(g·m-2) |
---|---|---|---|
1 | 7 | 25 | 8590 |
2 | 8 | 23 | 8480 |
3 | 9 | 22 | 8610 |
4 | 10 | 20 | 8500 |
5 | 11 | 18 | 8390 |
6 | 12 | 17 | 8520 |
方案 | 总面密度/ (g·m-2) | 穿透面密度/ (g·m-2) | 比吸能/ (J·m2·kg-1) |
---|---|---|---|
新组合 | 8390 | 5510 | 4.355 |
中泰双防服 | 9600 | 7800 | 3.077 |
23层浸胶芳纶布组合 | 8510 | 5920 | 4.054 |
Table 6 Dynamic puncture experimental results of composite structures
方案 | 总面密度/ (g·m-2) | 穿透面密度/ (g·m-2) | 比吸能/ (J·m2·kg-1) |
---|---|---|---|
新组合 | 8390 | 5510 | 4.355 |
中泰双防服 | 9600 | 7800 | 3.077 |
23层浸胶芳纶布组合 | 8510 | 5920 | 4.054 |
方案 | 总面密度/ (g·m-2) | 入射速度/ (m·s-1) | 凹陷深度/ (mm) | 比吸能/ (J·m2·kg-1) |
---|---|---|---|---|
新组合 | 8390 | 515 | 15.2 | 86.1 |
512 | 13.5 | 85.8 | ||
520 | 15.1 | 87.9 | ||
514 | 15.3 | 85.7 | ||
中泰双防服 | 9600 | 513 | 19.3 | 72.5 |
517 | 18.4 | 74.3 | ||
518 | 22.7 | 71.4 | ||
511 | 18.3 | 71.9 | ||
36层科博 PE布 | 8640 | 520 | 7.2 | 82.9 |
508 | 6.3 | 86.4 | ||
514 | 6.2 | 84.7 | ||
517 | 9.3 | 87.4 |
Table 7 Ballistic experimental results of combined structures
方案 | 总面密度/ (g·m-2) | 入射速度/ (m·s-1) | 凹陷深度/ (mm) | 比吸能/ (J·m2·kg-1) |
---|---|---|---|---|
新组合 | 8390 | 515 | 15.2 | 86.1 |
512 | 13.5 | 85.8 | ||
520 | 15.1 | 87.9 | ||
514 | 15.3 | 85.7 | ||
中泰双防服 | 9600 | 513 | 19.3 | 72.5 |
517 | 18.4 | 74.3 | ||
518 | 22.7 | 71.4 | ||
511 | 18.3 | 71.9 | ||
36层科博 PE布 | 8640 | 520 | 7.2 | 82.9 |
508 | 6.3 | 86.4 | ||
514 | 6.2 | 84.7 | ||
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