Įvairių tikslinių plokščių struktūrinių formų įtaka antiskaldymui ir antibalistinėms savybėms
May 25, 2024
4 lentelėje pateikiamas kelių skirtingų struktūrinių formų tikslinių plokščių atsparumo skilimui palyginimas. Palyginimas pagrįstas bendru tikslinės plokštės paviršiaus tankiu (skirtingu nuo vieno tikslinės plokštės sluoksnio tankio). Eksperimento metu suskaidymo greitis buvo apie 600 m/s. Remiantis ribotų šaltinių statistika, įvairių šalių atskirų neperšaunamų gaminių, ypač šalmo kompozitinių medžiagų, V50 nustatymo vertė. JAV kariuomenės PASGT šalmas V50 – 610 m/s, Vokietijos kariuomenės – 620 m/s, Prancūzijos – 680 m/s, Pietų Korėjos – 609 m/s, o Kinijos naujasis kompozitinis šalmas V50 – 610 m/s. 4 lentelėje CT709 laminato klijų kiekis yra 12%, o kiti tikslinių plokščių pavyzdžiai yra paprasti laminatai.
Tai matyti iš 4 lentelės rezultatų. Su sąlyga, kad bendras tikslinės plokštės paviršiaus tankis yra tikras. Tik balistinio pasipriešinimo atžvilgiu. Paprastas laminuotas itin didelės molekulinės masės polietileno pluošto statmenai išdėstytos kompozitinės medžiagos pavyzdys (spektrai ekranuotas Plus LCR) turi aukščiausią antiskaldymą. Po to seka CT709 laminuoti audiniai ir laminatės. Vėl sudėkite taikinį, kad gautumėte geltonų ir baltų dribsnių derinį. Blogiausia yra viena geltona drožle laminuota tikslinė plokštė.
Dėl apsaugos nuo suskaidymo toliau pateiktą informaciją ir aptarimą taip pat galima rasti 4 lentelėje:
Itin didelės molekulinės masės polietileno Spectra2000 pluošto ašinės tempimo mechaninės savybės yra daugiau nei 2 kartus didesnės nei pararomatinio poliamidinio pluošto. Tačiau laminuotos baltos plėvelės, kurios bendras paviršiaus tankis yra toks pat, anti-fragmentas V50 yra tik apie 16% didesnis nei laminuotos geltonos plėvelės. Laminuota balta plėvelė yra tik 2% didesnė už CT709 laminuotą audinį. Tai rodo, kad itin didelės molekulinės masės polietileno pluošto puikios tempimo mechaninės savybės nebuvo iki galo išnaudotos. Tai glaudžiai susiję su itin didelės molekulinės masės polietileno pluoštų žemomis skersinėmis mechaninėmis savybėmis (suspaudimu ir šlyties) bei jų žema lydymosi temperatūra.
Esant tokioms pačioms tikslinio paviršiaus tankio sąlygoms, geltonos plėvelės paprastos laminuotos tikslinės plokštės atsparumas skilimui nėra toks geras kaip CT709 laminuoto audinio. Pagrindinė priežastis yra ta, kad geltona tikslinė plokštelė yra stačiakampė laminuota kompozicinė medžiaga, kurioje dervos kiekis yra didesnis nei 20%, o lygiavertis pluošto kiekis yra mažesnis nei CT709 laminuotame audinyje. Nors pluošto tiesumas geltoname lape yra didesnis nei laminuoto audinio, jo pluošto energijos sklaidos pajėgumas yra didesnis nei laminuoto audinio. Tačiau jo pluošto įtempimo energija yra mažesnė nei laminuotų audinių, o visapusiškas neperšaunamas efektas yra šių dviejų veiksnių derinys.
Palyginti su CT709 audinio laminuotomis kompozitinėmis medžiagomis ir CT709 laminuotais audiniais, kurių bendras tikslinės plokštės paviršiaus tankis yra toks pat, šių dviejų suskaidymo savybės iš esmės yra vienodos. Nors laminuotoje kompozitinėje medžiagoje ir laminuotojo audinio tikslinėje plokštėje yra toks pat audinio sluoksnių skaičius, pirmosios atsparumas skilimui V50 yra 50-70M/S didesnis nei antrosios (žr. 3 lentelę). Tai taip pat rodo, kad audinys arba pluoštas yra pagrindinė priežastis, dėl kurios pagerėja gebėjimas suskaidyti, o matricos indėlis į atsparumą suskaidymui yra ribotas.
Dėl subalansuoto geltonų ir baltų dribsnių derinio galima pasiekti geresnes suskaidymo savybes, palyginti su vien geltonais dribsniais. Nors grynai balta plėvelė turi geresnį įsiskverbimą į fragmentus arba prasiskverbimą. Tačiau jis yra didelis ir brangus, o jo puikios tempimo mechaninės savybės nebuvo iki galo išnaudotos. Taigi paprastas baltų lakštų laminavimas nėra geras medžiagos pasirinkimo būdas. Dvi medžiagos (geltona plėvelė ir balta plėvelė) gali pasiekti geriausią veikimo, svorio ir kainos balansą. Derinant baltą plėvelę priekyje ir geltoną plėvelę gale, jos atsparumas suskaidymui yra daug mažesnis nei geltonos plėvelės priekyje ir baltos plėvelės gale. Pagrindinė priežastis yra ta, kad itin didelės molekulinės masės polietilenas, esantis tikslinės plokštės priekyje, dėl vietinio aukšto slėgio lūžta be tempimo, todėl jo puikios tempimo mechaninės savybės negali būti visiškai panaudotos. Kita priežastis yra ta, kad itin didelės molekulinės masės polietileno pluoštas, turintis didesnį stiprumą, modulį ir pailgėjimą trūkimo metu, gali visiškai išnaudoti savo tempimo mechanines savybes gale. (Pastebėjus pažeidimo morfologiją, matyti, kad pluošto lūžis tikslinės plokštės gale daugiausia yra tempiamasis lūžio būdas). Kita vertus, didelio modulio ir mažo tankio itin didelės molekulinės masės polietileno pluoštų įtempių bangų perdavimo greitis yra didesnis nei pararomatinio poliamido pluošto, o tai skatina efektyvią įtempių bangų sklaidą (įtempimo energiją).
