【摘要】：缓冲层的主要作用是削弱复合防弹结构对人体躯干组织器官的钝性冲击作用,降低复合防弹结构对人体躯干造成的后钝性损伤。选取厚度为1.0mm、2.5mm和5.0mm的EPE缓冲层研究缓冲层对人体躯干组织器官力学响应的影响,如表9.7和图9.17所示。因此,选择合适的缓冲层对于降低防弹衣后钝性损伤具有非常重要的意义。虽然缓冲层在一定程度上可以减小防弹衣后钝性损伤,却难以完全消除。
缓冲层的主要作用是削弱复合防弹结构对人体躯干组织器官的钝性冲击作用,降低复合防弹结构对人体躯干造成的后钝性损伤。在实际应用中,常采用EPE等低密度泡沫材料作为缓冲层,其厚度有合理的取值范围,一般为1～10 mm。缓冲层过薄,起不到保护人体躯干的作用,而过厚又会增加防弹结构的重量。选取厚度为1.0mm、2.5mm和5.0mm的EPE缓冲层研究缓冲层对人体躯干组织器官力学响应的影响,如表9.7和图9.17所示。
表9.7 不同缓冲层厚度下各器官力学响应参数的比较
续表
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图9.17 缓冲层厚度对组织器官力学响应的影响
(a)峰值应力;(b)峰值压力
图9.17 缓冲层厚度对组织器官力学响应的影响(续)
(c)最大加速度;(d)最大速度
由数值模拟得到厚度为1.0 mm、2.5 mm和5.0 mm的EPE缓冲层对应的胸骨应力分别为29.95 MPa、10.16 MPa、0.66 MPa,肝脏应力分别为0.61 kPa、0.13 kPa、0.05 kPa,胸骨速度分别为3.94 m/s、1.23 m/s、0.04 m/s。根据胸骨和肝脏损伤应力阈值,添加缓冲层后不会造成胸骨骨折和肝脏破裂。根据Axelsson损伤准则,缓冲层厚度为1.0 mm时,会造成微伤-轻伤,而缓冲层厚度为2.5 mm和5.0 mm时不会造成防弹衣后钝性损伤。由此可以得出,缓冲层能显著降低防弹结构保护下手枪弹对人体躯干造成的钝性损伤,并且降低程度与缓冲层厚度有关。因此,选择合适的缓冲层对于降低防弹衣后钝性损伤具有非常重要的意义。虽然缓冲层在一定程度上可以减小防弹衣后钝性损伤,却难以完全消除。
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