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近年来,枪械的使用得到控制,但匕首、刺刀等锐器的威胁凸显出来,士兵在野外生存时受到钉子、树枝等对身体刺入的现象依然存在,这些让研究者不得不对个体防刺装甲深入探究。同时,国内外在防刺装甲的原料、结构、后加工、防刺机理、防刺设备等方面均有研究,大多针对紧密组织的单层机织物和复合针织物;防刺机理大多研究匕首、刺刀的刺入,对钉状物刺入机理研究较少。基于此,本课题深入研究了多种芳纶面料的防刺性能并对钉状物的穿刺机理进行了细致分析。
课题主要对结构稳定的芳纶纱罗织物、平面三向织物及结构紧密的芳纶平纹、斜纹等单层织物及树脂复合织物、层合织物进行钉状物防刺性能测试。运用INSTRON3369材料强力机和自行设计的试验装置进行防刺测试。测试钉刺入织物的过程中,仪器可以准确记录刺入的穿刺力-位移曲线、穿刺力、穿刺位移等试验参数。将多种织物的穿刺力-位移曲线合成,对比曲线第一个峰值和最大峰值的穿刺力、穿刺位移等,并计算织物的刺割比强度进行分析,用以比较不同织物在防刺过程中所能提供的初始防护性能和最大防护性能。同时文中还使用单因素方差分析法衡量转动45°对层合织物防刺性能的影响。
通过分析不同织物的防刺性能,得出单层紧密织物适用于防刺服,结构稳定的纱罗、三向织物与紧密织物树脂复合可有效提高织物的防刺性能且节省纱线使用量,平纹转动45°层合可大大增强织物的防刺性能等结论。
本文对测试钉刺入织物过程进行了测试钉初始阶段受力、单纱受力、测试钉在断裂口处受力、织物断裂机理等详细的力学分析。同时结合测试钉刺入平纹、纱罗、平面三向、树脂复合织物不同点的穿刺力-位移曲线对不同织物的防刺机理进行研究。
本课题的研究紧跟国际形势,为个体防刺装甲的发展做出一定贡献。