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如图所示,纱线在子弹以速度v的横向打击下,将产生沿长度方向的纵波和垂直于长度方向的横波。如果把纱线作为弹性体,纱线中纵波波速即材料中沿轴向声速,它决定于纤维中高聚物分子的取向度等因素,且对于具体对象是常数。4 B7 }+ v, d2 V, S
子弹对纱线的横向冲击
3 E( ~' d$ H- L3 K 式中:c———轴向波速,m/s;
; d i* k, _0 k' i* d2 NE———纱线拉伸弹性模量,cN/dtex;
1 y4 v2 }. U2 D6 T; t8 ~δ———纱线密度,g/cm3。
' w% G# |: v3 k1 X. z; T8 P; I$ L3 Y5 S图中横波速度ulab决定于子弹速度及其导致的瞬时应变ε。 式中:v———子弹速度,m/s。
. c# C8 O! m2 H2 a. o9 R( I由于纱线的纵波和横波也会导致织物的纵波和横波,织物吸收子弹动能的机理是纤维断裂、织物纵波区域的应变能、织物横波区域的应变能和动能。采用高模量纤维,纵波波速增加,织物应变区域增大,使能量吸收增大;采用失效应变高的纤维,纤维断裂功增加,吸收动能量也增加。在织物设计中,通常选用对位芳族聚酰胺纤维和超高分子量高强度高模量聚乙烯纤维;而碳纤维由于相对较低的失效应变,以及其断裂功有限,一般不用于防弹织物的设计。 |