超高分子量聚乙烯纤维平纹织物-单向布混合堆叠板的防弹机制

柔性防弹衣具有隐蔽性好、穿着舒适的优点,而采用平纹与单向（UD）布杂化结构具有更好的防护效果。本文采用三层超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维平纹织物（A）和两层Dyneema^?SB51 UD布（B）组成AAABB和BBAAA两种混合靶板,通过弹道实验比较两种排列方式的防弹性能差异。结果表明,将平纹织物在前UD布在后能大幅提升整块板的防弹性能,能量吸收比后者高约20%。进一步采用有限元模拟来阐明其防弹机制,模拟结果表明将平纹织物放在面层不易被切断,使得平纹织物层发生更大的形变,也使后面的UD布发生大面积形变,吸收大量能量。而UD布放在前面层易产生的切力破坏,失去对后面层的作用。而平纹织物在后层容易发生滑移,且形变纵深过大,不利于防弹保护。该研究结果阐明了平纹织物和UD布不同顺序堆叠时的防弹机制,为进一步优化设计该类柔性防弹衣提供了坚实的理论基础。     

紫外光光催化定型剂的制备及其对牛仔布压皱定型整理的研究

采用丁烷四羧酸（BTCA）为压皱定型剂,次亚磷酸钠（SHP）作为催化剂,纳米TiO2作为光催化剂,JFC为渗透剂,制备出一种牛仔服装用无醛紫外光光催化压皱定型整理剂,将其应用于纯棉靛蓝牛仔服装压皱整理,研究经电晕辐照处理后再经高压喷射处理工艺整理牛仔布,讨论BTCA浓度,纳米TiO2浓度,紫外光辐照照射时间,电晕处理电压和电晕处理时间对牛仔布折皱回复角的影响。结果表明：BTCA浓度,纳米TiO2浓度,紫外光辐照照射时间和电晕处理时间对牛仔布折皱回复角影响较大,电晕处理电压对牛仔布折皱回复角影响较小,综合考虑,紫外光光催化定型整理剂对牛仔布的较合适的整理工艺条件为：BTCA浓度125g/L,纳米TiO2浓度0.1%,紫外光辐照照射时间30min,电晕处理电压13kV和电晕处理时间3min。     

层后空间对防弹织物防护性能的影响

为探究层后空间对防弹织物弹道性能的影响，使用有限元方法建立了5个不同量级层后空间的Twaron^?弹道冲击模型，并对该模型进行了验证。分析对比了各模型下的黏土形变程度及黏土应变能吸收，并根据不同层织物的应变能情况，阐述了织物的能量吸收过程。最后，分析了有层后空间的防弹织物的破坏机理。有限元结果表明，层间距离最大的模型中，黏土形变最不明显且能量吸收最少，织物能量吸收最多。研究认为防弹织物若存在层后空间，防弹性能更好。且在0～8 mm范围内，层后空间越大，防弹性能越好，对人体损伤越小。究其原因就在于有层后空间的织物受到的反作用力更小，织物拉力更小，不容易发生破坏。     

人体穿着防弹服的有限元模型构建与仿真

为探究防弹服间隙量对防弹性能的影响机理，提出一种基于有限元软件模拟的人体穿着防弹服的仿真模型，模拟不同间隙量分布下子弹冲击力学状态。采用三维扫描仪对裸体人台和穿着防弹服表面进行扫描，通过逆向工程软件对所获得的点云数据进行处理和曲面化，构建多层防弹服的几何模型。通过有限元软件对得到的防弹服和人体曲面模型进行网格划分，最终建立并验证多层防弹服与人体的有限元模型，对人体穿着防弹服状态下受到子弹冲击的过程进行仿真。通过防弹服和人体模型曲面的偏差分析结果以及仿真结果与物理实验的对比，证明了该有限元模型的有效性。