氧化锌改性芳纶织物的抗弹道冲击性能的数值模拟

作     者：许尧杰 刘瀚 张宏 黄广炎 XU Yaojie;LIU Han;ZHANG Hong;HUANG Guangyan

作者机构：北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 北京理工大学重庆创新中心重庆401120 

出 版 物：《兵工学报》 (Acta Armamentarii)

年 卷 期：2023年第44卷第10期

页      面：2897-2905页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金青年科学基金项目(12002051) 

主　　题：芳纶织物 氧化锌改性 弹道极限 数值模拟 

摘      要：芳纶织物由于其低密度、高模量、高强度特性被广泛应用于人体防弹领域,为提高芳纶织物的抗弹性能,通过纳米氧化锌颗粒种植生长对芳纶织物进行改性,开展电镜观察、准静态拉伸试验、纱线拉拔试验、弹道冲击试验和数值模拟工作,得到了氧化锌改性织物的力学性能和弹道性能。研究结果表明:氧化锌颗粒的种植增加了纤维之间的结构互锁与表面粗糙度,氧化锌改性织物的纱线间摩擦系数较纯织物提高了282%,弹道极限速度较纯织物提高了54.5%,且吸能与比吸能性能显著优于纯织物;通过细观纱线模型对织物的弹道冲击过程进行模拟,仿真结果与弹道试验结果具有良好的一致性,进一步说明了纱线间摩擦系数和拉伸强度的提升可以作为提高织物的抗弹道冲击性能的有效手段,为氧化锌改性织物在柔性防弹领域的应用提供了理论依据。