相正交的无纬布,可显著提高材料的弹道侵彻性能。由于防弹材料正面以纤维压缩、剪切破坏为主,反面以拉伸破坏为主,因此,正面材料单向板应该采用压缩强度较大的纤维如陶瓷纤维、高强玻纤等,背面则应采用拉伸强度较大的纤维,如芳纶、UHMWPE纤维等。背板若采用三维编织增强的复合材料l6,可减少分层以及穿透现象。考虑到应力波的传递和织物组织及吸能的关系,可采用无编织物作为增强材料。在铺层过程中,可错配辅层角,有利于材料的防弹,主要由于裂纹穿过某层到达与相邻纤维辅层角不同的层之间的界面时,由于相邻层中纤维织物辅层角的变化,对裂纹沿厚度方向扩散起到了阻碍作用,因而迫使裂纹转向薄弱的界面扩展,这样辅层角不同的靶板受到的损伤相对较小且吸能较多。
6结束语
防弹复合材料作为高性能防弹材料具有质量轻、成本低和吸能性好等优点,已经广泛应用到防弹的各个领域,并有着广阔的发展前景。但是随着武器装备的不断更新换代,对防弹复合材料也提出了新的挑战,仍有许多问题有待于进一步的解决,主要体现在以下几个方面:
(1)对增强体的结构进行优化设计,研究增强体材料的结构对复合材料细观结构和宏观性能的影响,尤其是针对三维编织结构的研究还很少。
(2)分析树脂基体与增强纤维的匹配性,针对不同的结构部位提出合适的基体树脂。
(3)研究复合材料界面粘接强度与防弹极限速率的对应关系,建立相应的数学模型。
(4)根据弹块在侵彻过程中复合材料的不同破坏模式,建立系统、详实的数据库,为防弹复合材料的设计提供理论依据。
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