超高分子量聚乙烯纬编针织结构的防刺割断裂机理

为提高柔性防护材料在匕首、尖刀等带刃利器下的防刺性能,进行防刺材料的防割性能研究尤为必要。采用INSTRON万能材料实验仪测试了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纬编针织物的防刺割性能,研究了织物结构、方向性及叠层数和刺割速度对材料防刺割性能的影响,并分析了纬编针织物刺割过程的变形特征。研究结果表明:纬编针织物的双面结构及织物的纬向具有更好的防刺割性能。纬编针织物的防刺割性能随织物叠层数的增加而增加,并由于是自由叠层,呈非线性递增关系。织物变形是主要的吸能方式,变形包括背凸和线圈扩张。最后,结合材料断裂力学能量平衡分析方法,模拟出刺割力的简单数学模型,为防刺材料的研究和开发提供了理论支持。