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纬编柔性复合防刺层性能优化设计与探讨

郑俞蕾  
【摘要】:国际恐怖主义的威胁和国内破坏和谐的暴力事件时有发生,造成人民个体防护意识的增强,特别是在像中国这样枪支使用严格受管制的国家,来自刀刺方面的威胁远远高于枪支带来的威胁,因此防刺装甲的研究正成为越来越受关注的问题。 为了研究能和实际相联系,也为了方便进行对比试验,在对国内外防刺标准进行研究对比后,选择较适合国内外防刺发展现状的GA68-2003《警用防刺服》标准作为主要试验基准,并结合国外标准自行研制防刺刀具和防刺设备,以纬平针织物、STF纬平针织物以及熔喷非织造织物为基本复合层,通过对复合层中各层针织物的复合角度,三种织物的复合角度、复合比例、复合顺序等的研究寻求最优复合方案,同时也对复合层中熔喷非织造织物进行对比,选择最适合复合的非织造织物。 基于前人对防刺材料的研究结果,试验中纤维采用综合性能最好的超高分子量聚乙烯纤维,试验基本织物采用以UHMWPE为原料手工织制的纬平针织物以及非织造试验室的熔喷非织造织物。为了减少复合层数、增强织物抗穿刺性能,试验中加入了对瞬间冲击具有较高吸能作用的抗剪切增稠液织物(STF),STF织物以UHMWPE纬平针织物为基布在抗剪切增稠溶液中经适当的工艺处理后制备。 试验中穿刺测试包括双刃刀自由落体动态测试和钉状物自由落体穿刺两部分。在复合角度和复合比例中采用双刃刀自由落体动态测试研究出针织物、STF织物在复合层中的最佳铺层角度和针织物、STF织物及非织造织物在复合层中所占的最佳比例。在复合顺序测试中采用Instron 9250 Impact Testing System对四层针织物、四层STF织物及四层非织造织物的六种铺层顺序测试,以确定三种织物的最佳铺层顺序。除此之外,还针对非织造布采用两种不同厚度及断裂强度和伸长率的熔喷非织造织物组成的复合织物进行测试,通过对实验结果中织物瞬时能量的吸收、瞬时载荷等的分析确定最佳非织造织物。 通过对以上各实验结果的分析,探索针织防刺机理,确定最佳复合方式,从而研制出最优化针织防刺织物。


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