由圖3中可以看出，應力波在纖維巾的傳遞取決于纖維的彎度以及交織點的個數。由于應力波在彎度小的纖維中傳播相對于彎度大的快，而應力波傳遞越快，單位時間內傳遞能量越多，因此吸能效果越好，所以無編織物(纖維間無交織的織物)較編織、針織以及機織物的防彈性能好在機織物中，相對于斜紋和平紋織物，緞紋織物的防彈性能最好。而相對于普通的機織物來說，一些針織物的防彈性能較好，如李勇及梁子青。等分別對經編及緯編雙軸向織物的抗沖擊性能進行了研究，發現機織布由于彎曲的紗線本身存在應力，使其承受外部剪切力的能力減少，而雙軸向織物紗線呈平行排列，理論上內部應力為零，不會產生機織布中紗線的蠕變和松弛現象，其紗線在受到沖擊時所有承載的應力也較機織布大。因此相對于普通機織物，雙軸向織物具有對載荷響應快的特點，在防彈中更受人們的青睞。
除二維織物中纖維取向外，織物的單層面密度和層數對復合材料的防彈性能也具有不可忽視的影響。
Goldsmith認為炭纖維／環氧層合板彈道極限速度V。是板厚的函數，曲線初始階段斜率較大，然后隨板厚線性增長。增加織物的層數是增加其面密度的有效途徑，織物的層數增加，單層織物吸收的能量也會增加，總吸能便大大提高。而且在面密度一定的情況下，層數越多，單層面密度越低，織物的防彈性能越好。當然，若一味地增加織物面密度，既提高了成本，又增加了質量，并不利于防彈復合材料的廣泛應用。
2．3三維織物結構的影響
由于三維編織復合材料細觀結構比較復雜，針對三維編織防彈復合材料國內外研究目前還處于探索階段。Jenq_2。]對玻璃纖維增強環氧四步法三維編織復合材料準靜態侵徹性能進行研究，指出了侵徹破壞包括基體開裂、纖維斷裂、纖維從試件背面抽拔等模式，并把準靜態侵徹破壞模式及破壞準則用于預測動態侵徹的剩余速度和靶板的彈道極限。練軍首次提出了三維編織復合材料精細化的準細觀模型，并采用該模型有效地模擬了三維編織復合材料的彈道貫穿過程，獲得了纖維和樹脂抗侵徹過程中的吸能差異以及子彈受力變化等實驗無法得到的中間結果。Bau—coml3等還對其中含有氮氣的三維多孔復合材料(也稱泡沫復合材料)進行動態和準靜態研究，發現三維泡沫復合材料受到彈道沖擊時相對于無孔復合材料有許多優點：①降低了材料的重量；②基體碎裂以后有一定的偏移，增加吸能l③氣孔給予了其中的纖維更大的可撓曲空問。因此，防彈材料的比吸能性獲得了大幅度的提高。
三維編織復合材料彈道沖擊破壞形態與二維織物
相比，破壞發生于局部，復合材料橫向整體變形較小。細觀上正面纖維的斷裂面較為光滑，少部分纖維呈原纖化狀態，而反面纖維大量表現為纖維的原纖化。
相對于層壓復合材料，一般認為三維編織復合材料的防彈性能要稍微遜色，主要是由于三維編織復合材料中，纖維的屈曲以及縐縮較多，影響了應力波在其中的傳遞，導致子彈動能無法被迅速吸收。然而，Flana—gan認為，UHMWPE纖維增強的三維編織織物的防彈性能要優于其他形式的織物，主要是因為其中的橫向紗線的存在以及其良好的結構整體性，高的抗侵徹性能以及低損壞。因此，關于三維編織織物和鋪層織物增強的復合材料的防彈性能的比較還有待進一步的考察。
針對縫合復合材料的防彈性能，目前也存在著一些爭議。Mouritz。通過對玻纖增強縫合復合材料的研究認為，縫合并不能明顯改善材料的彈道性能，主要因為在彈道沖擊下縫合織物的抗彎性能和非縫合的類似。然而Hosur[3等分別對25．4mm和12．7mm厚的玻璃纖維增強復合材料進行研究，發現相對于非縫合的復合材料，縫合復合材料的彈道性能略有提高，且12．7mm厚的縫合復合材料提高相對明顯。Hsin_3等認為，在縫合的過程中，當縫合長度大于縫合寬度時，復合材料的防彈性能是同等材料下非縫合或其他縫合形式復合材料抗穿透性能的兩倍。
3基體對復合材料防彈性能的影響
3．1基體材料性能的影響
防彈纖維復合材料基體樹脂的性能及其含量直接影響著沖擊侵徹過程中纖維的分布和受力狀態，從而影響到材料的破壞模式和防彈性能。熱塑性樹脂性良好的特點賦予了復合材料優異的抗沖擊性能和抗損傷能力，而熱固性樹脂基體在復合材料中交聯固化為三維網絡結構，剛度較高、脆性較大、抗沖擊和抗損傷的能力較差。常用樹脂基體主要包括聚氨酯、橡膠、聚乙烯和乙烯基酯樹脂。
聚氨酯中由于含有柔性分子鏈，故具有極好的抗彎、抗沖擊性能，此外它還具有較強的剝離強度和化學穩定性以及優異的耐低溫性能。Lodewijk等人口]研究發現，使用高性能纖維增強無定形聚氨酯防彈復合材料可以防止由于受到彈擊而產生大量的破損對使用者形成的傷害。
<<上一頁[1][2][3][4][5][6]下一頁>>
相關信息 
推薦企業 推薦企業
推薦企業
您所在的位置：
