枪弹冲击防弹头盔致头部非贯穿性损伤的数值模拟研究

新型防弹头盔虽能对头部提供良好的保护,但也常引起颅骨骨折与脑损伤。防弹头盔在高速弹体冲击下引起的头部非贯穿性损伤的机理难以理解,目前还缺少相应的参数与测试方法对该类损伤进行有效评估。利用已建立及通过验证的人体头部生物力学模型与防弹头盔有限元模型,并通过加载手枪弹以386 m/s的速度冲击防弹头盔的仿真研究,获得头盔非贯穿下人体头部的生物力学响应。仿真结果表明,头盔通过背面变形接触头部易引起颅骨骨折与高颅内压力。对比分析了有无衬垫泡沫及6 mm和12 mm泡沫内饰衬垫厚度对头部损伤的影响:有泡沫作用下的颅内压力峰值降低20.6%,头盔的背面变形量减少约10%;6 mm厚衬垫泡沫作用下颅骨出现骨折,12 mm厚衬垫泡沫作用下颅内压力峰值减少50%,头盔的背面变形减少10%.

防弹头盔防非贯穿性损伤性能测试技术研究

个体防弹装备防非贯穿性损伤性能的问题近年来受到广泛关注。以军警防弹头盔的非贯穿性损伤为重点,从评价指标和测试技术两个方面对该问题的国内外研究进展进行综述。

消防头盔非贯穿性损伤对抗冲击加速度能力影响分析

通过对消防头盔进行的非贯穿性损伤实验,分析头盔的非贯穿性损伤对冲击加速度的防护效果的影响。首先对消防头盔进行损伤性实验,采用钢锥在1,2,3,4 m对消防头盔进行模拟冲击,讨论不同冲击高度对消防头盔的损伤情况,其次对不同损伤情况下的消防头盔对冲击加速度的防护性能进行分析。研究表明,在发生冲击时,头盔受损情况与冲击加速度成正比;头盔的损伤情况分为冲击凹陷损伤以及微裂纹损伤,冲击凹陷损伤的情况多于微裂纹损伤;在同种损伤情况下,损伤情况严重时,冲击加速度碰撞发生时间变慢,冲击加速度变大;冲击凹陷损伤处的抗冲击加速度的能力要弱于发生微裂纹形变损伤处。

梁结构损伤诊断直接指标法应用

结构损伤识别主要是对各种工程结构进行检测并对检测结果做适当的分析,从而确定结构的健康状况。有研究表明应变模态比固有频率和振型对局部损伤更敏感,可以很好地进行结构损伤识别。结合有限元方法和直接指标法ISMSD(Strain Mode Shape Difference),无需原始模态数据,只根据损伤后的经三次样条插值的光滑应变模态差分曲线即可进行相关计算。文章应用该方法对假定损伤简支梁在多种不同损伤程度情况进行数值仿真计算,并给出损伤位置直接指标曲线。结果表明,该指标法能正确地判定损伤位置,尤其是损伤量较小时。

GS-IVB防弹衣防止非贯穿性损伤的实验研究

评价防弹衣防弹效果有两项重要的指标,一是防弹衣抗枪弹贯穿的能力,二是子弹被捕俘后防止器官组织的非贯穿性损伤(Non Penetrating Trauma,NPT)的能力。本研究究通过生物试验,在观察国产GS-IVB防弹衣抗弹性能的同时,着重探讨了GS-IVB防弹衣防止NPT的能力。

碳钠米管纤维在新型防弹衣中的性能优势

现代高科技武器的发展以及日益复杂的作战环境对防弹衣的防弹性能和穿着舒适性提出了更高要求。新材料仍将成为下一代新型防弹衣的开发方向。本文介绍的碳钠米管纤维早在20世纪90年代就已经被发现。由于其制造成本贵比黄金而一直未被广泛使用。近年来随着工艺技术的改进及生产规模的扩大,碳纳米管的生产成本大幅降低,其开发潜能和应用前景逐渐受到材料科学界和高新技术产业部门的关注。本文在分析现代常用防弹衣防弹机理的基础上着重论述碳钠米管作为超级纤维的独特性能在防弹领域中的应用优势。

防弹装甲中新型抗凹陷材料的研究

本论文为减小背衬胶泥的凹陷深度,减轻子弹冲击对人体造成的非贯穿性损伤,设计一种两侧均附有面密度为150 g/m^2的超高分子量聚乙烯纤维增强树脂基复合材料的EVA泡沫作为新型抗凹陷结构材料层。采用弹道测试系统进行打靶测试,研究新型抗凹陷结构材料层对防护性能的影响,并计算出靶片影响系数Φ。结果表明添加新型抗凹陷结构材料的靶片防护性能较好,新型抗凹陷结构材料的使用既能够防止子弹冲击时造成的吸波层的损坏,明显降低防弹材料受到子弹冲击后的凹陷深度,减小非贯穿性损伤,又能够进一步提高防弹材料的防弹能力。

人体的保护神——“护神”牌防弹防刺装备

概述 60年代初期,我国就研制出第一件防弹背心,后来又为了满足越南战争的需要,使用了当时属于先进的材料——铝合金、玻璃钢、铬钢玉和碳化硼等制造了大量的防弹衣装备作战部队。越南战争的实践证明,它可以防炸弹、炮弹、手榴弹等金属破片杀伤。 有关统计数字表明,在20世纪以后的战争中,破片伤是主要的。

防弹衣发展展望

进入21世纪,世界各国军队都在向减少兵员,加强装备的方向发展。兵员虽少,但专业化、技术化的程度将大幅提高。每一个士兵都将是一个重要的战斗单位,每一个士兵都弥足宝贵。因此,对士兵身体起保护作用的防弹衣将愈加受到重视。