Effekten av olika målplattas strukturella former på anti-fragment och anti-ballistiska egenskaper
May 25, 2024
Tabell 4 ger en jämförelse av antifragmentprestanda för flera målplattor med olika strukturella former. Jämförelsen är baserad på målplattans totala yttäthet (till skillnad från densiteten för målplattans enda skikt). Fragmenteringshastigheten under experimentet var ca 600m/s. Enligt statistik från begränsade källor är V50-inställningsvärdet för enskilda anti-fragment skottsäkra produkter från olika länder, särskilt hjälmkompositmaterial. Den amerikanska militärens PASGT-hjälm V50 är 610m/s, den tyska armén är 620m/s, den franska armén är 680m/s, Sydkorea är 609m/s och Kinas nya komposithjälm V50 är 610m/s. I tabell 4 är limhalten i CT709-laminat 12 %, och de andra målplåtsproverna är enkla laminat.
Det kan ses från resultaten i tabell 4. Under förutsättning att målplattans totala ytdensitet är säker. Endast när det gäller ballistiskt motstånd. Det enkla laminerade provet av polyetenfiber med ultrahög molekylvikt ortogonalt lagt kompositmaterial (spektraskärmad Plus LCR) har den högsta antifragmenteringsförmågan. Detta följs av CT709 laminerade tyger och laminat. Stapla målet igen för en kombination av gula och vita flingor. Det värsta är den enda gula chiplaminerade målplattan.
För antifragmentering kan följande information och diskussion också hämtas från Tabell 4:
De axiella draghållfasthetsegenskaperna hos polyeten Spectra2000-fiber med ultrahög molekylvikt är mer än 2 gånger högre än för paraaromatisk polyamidfiber. Emellertid är antifragmentet V50 för den laminerade vita filmen med samma totala ytdensitet för målet endast ca 16 % högre än den för den laminerade gula filmen. Den laminerade vita filmen är bara 2 % högre än CT709 laminerade tyg. Detta visar att de utmärkta dragmekaniska egenskaperna hos polyetenfiber med ultrahög molekylvikt inte har utnyttjats fullt ut. Detta är nära relaterat till de låga tvärgående mekaniska egenskaperna (kompression och skjuvning) hos polyetenfibrer med ultrahög molekylvikt och deras låga smälttemperatur.
Under samma ytdensitetsförhållanden är antifragmentförmågan hos den enkla laminerade målskivan med gul film inte lika bra som den CT709 laminerade väven. Det främsta skälet är att den gula målplattan är ett ortogonalt laminatkompositmaterial med en hartshalt på mer än 20 %, och motsvarande fiberinnehåll är lägre än CT709-laminattyget. Även om fiberrakheten i det gula arket är högre än den för det laminerade tyget, är dess fiberenergidiffusionskapacitet högre än den hos det laminerade tyget. Dess fibertöjningsenergibidrag är dock lägre än för laminerade tyger, och den omfattande skottsäkra effekten är kombinationen av dessa två faktorer.
Jämfört med CT709 tyglaminerade kompositmaterial och CT709 laminerade tyger med samma totala ytdensitet på målplattan, är antifragmenteringsförmågan hos de två i princip densamma. Även om det laminerade kompositmaterialet och målplattan av laminerat tyg har samma antal tyglager, är antifragmentets V50 för det förra 50-70M/S högre än det för det senare (se tabell 3). Detta visar också att tyg eller fiber är huvudorsaken till förbättringen av antifragmenteringsförmågan, medan matrisens bidrag till antifragmenteringsförmågan är begränsad.
Genom en balanserad kombination av gula flingor och vita flingor kan överlägsna antifragmenteringsegenskaper erhållas jämfört med enbart gula flingor. Även om den rena vita filmen har bättre anti-fragment penetration eller penetreringsförmåga. Den är emellertid skrymmande och dyr, och dess utmärkta dragmekaniska egenskaper har inte utnyttjats fullt ut. Så att helt enkelt laminera vita ark är ingen bra materialvalsmetod. Och två material (gul film och vit film) kan uppnå den bästa balansen mellan prestanda, vikt och pris. För kombinationen av vit film fram och gul film på baksidan är dess antifragmenteringsförmåga mycket lägre än kombinationen av gul film fram och vit film på baksidan. Det främsta skälet är att polyetenen med ultrahög molekylvikt på framsidan av målplattan kommer att genomgå icke-dragbrott på grund av lokalt högt tryck, så dess utmärkta dragmekaniska egenskaper kan inte utnyttjas fullt ut. En annan anledning är att polyetenfibern med ultrahög molekylvikt med högre hållfasthet, modul och brottöjning fullt ut kan utöva sina dragmekaniska egenskaper baktill. (Det kan ses från observationen av skademorfologin att fiberbrottet på baksidan av målplattan huvudsakligen är ett dragbrottsläge). Å andra sidan är spänningsvågöverföringshastigheten i polyetenfibrer med hög modul och låg densitet med ultrahög molekylvikt högre än i paraaromatiska polyamidfibrer, vilket bidrar till effektiv diffusion av spänningsvågor (töjningsenergi).
