混杂结构复合材料防弹性能研究

摘要

为探讨不同混杂结构对防弹性能的影响规律,根据芳纶Ⅱ和芳纶Ⅲ纤维力学性能特点,设计制备7种不同混杂比例的复合材料,每种混杂比例有芳纶Ⅲ为迎弹面或背弹面两种铺层顺序。采用1.1 g标准模拟破片、51式7.62 mm铅芯弹等对各种混杂结构的复合材料进行性能测试,研究了铺层顺序、混杂比例等对抗冲击性能和防弹性能等的影响规律。研究结果表明:低速冲击下,随着芳纶Ⅲ复合材料含量的增加,混杂结构复合材料的最大载荷时间逐渐降低,即同一时间内,芳纶Ⅲ可以吸收更多的能量;芳纶Ⅲ复合材料为迎弹面或背弹面,其穿透概率50%的弹道极限速度v 50均随着芳纶Ⅲ质量含量的增加而提高,趋势为v 50开始提升速度较大,质量含量超过30%时,v 50提升速度明显趋缓,芳纶Ⅲ质量含量超过70%,v 50提升不明显。当芳纶Ⅲ复合材料位于迎弹面时,混杂结构复合材料v 50较高,这一现象在芳纶Ⅲ复合材料质量含量为30%~70%时最为明显,同时,芳纶Ⅲ复合材料含量的增加有利于减小防弹头盔弹击后的变形量。