层间间距对平纹双层结构靶体抗侵彻性能的影响

周 熠， 李 杭， 严祥邦， 梁耀庭， 张中威

(1. 武汉纺织大学 纺织纤维及制品教育部重点实验室， 湖北 武汉 430200；2. 陆军工程大学 爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室, 江苏 南京 210007)

在弹丸侵彻过程中,柔性防弹服的防弹层通过纤维形变、断裂以及纤维之间的摩擦作用来吸收和转化弹丸动能，从而达到弹道防护的目的。防弹层一般由多层平纹或者无纬布材料相互叠加而成[1-2]。有学者发现，防弹材料层与层之间形变的的相互干扰是决定其抗侵彻性能好坏的重要因素之一[3]，同时高性能纤维的损毁呈现出多种形态[4]。在叠层结构中，弹丸容易对迎弹面造成剪切破坏，对背弹面造成拉伸破坏[5-7]。将抗剪切破坏的材料放置在迎弹面，抗拉伸破坏的材料放置在背弹面，可以在一定程度上提升叠层整体的能量吸收，增强其抗侵彻性能[8-9]。这一理论被进一步拓展为背弹面和迎弹面的弹性响应和非弹性响应,并且推导出多层结构中呈现弹性响应和非弹性响应的材料所占的质量比[10]。除此以外，材料的能量吸收效率会随着叠层层数的增加而降低[11]。这是因为迎弹面的横向形变会受到背弹面的影响，导致弹丸在弹着点周围造成应力集中，限制应力在迎弹面上的传递。为了避免迎弹面与背弹面发生相互干扰，提出了2种解决方法：在迎弹面和背弹面的位置使用模量不同的材料；使层与层之间保持一定的间距。

第1种方法的可行性通过力学分析模型在理论上得到了验证[12]。……