在简单剪切模式下预加载的混合凯夫拉尔/聚丙烯机织织物复合材料中弹道冲击的能量吸收：利用Box-Behnken设计进行响应面方法建模

《Polymer Composites》：Energy Absorption of Ballistic Impact in Hybrid Kevlar/Polypropylene Woven Fabric Composites Preloaded Under Simple Shear Mode: Response Surface Methodology Modeling Utilizing a Box–Behnken Design

优化热塑性复合材料防弹性能的研究：采用预应力凯夫拉/聚丙烯编织布经控制剪切变形加工成层，通过改变纬密（3/4/5 cm?1）和热压参数（温 度170°C，压力300 kg/cm2，时间20 min），结合响应面法分析，发现最大剪切锁定角与上述参数组合时能量吸收效率最优。

　　

摘要

提高防弹衣的保护性能需要优化织物结构和加工参数，以增强其对高速冲击的抵抗能力。本研究探讨了由预应力凯夫拉尔纤维/聚丙烯编织织物制成的混合热塑性复合材料的弹道能量吸收性能，这些复合材料在受控的简单剪切模型变形条件下进行了测试。编织织物的纬密分别为3、4和5厘米?1，经密保持恒定为4厘米?1。基于简单剪切模型，开发了一种新型剪切测试装置，能够在两个平行的织物层中同时施加相反方向的剪切变形。该装置被集成到热压系统中，用于在受控的复合材料加工条件下制造复合材料板。使用气枪对复合材料板进行了高速弹丸冲击测试，研究了织物结构（纬密和剪切锁定角）以及复合材料加工参数（温度、时间和压力）对弹道能量吸收的影响。通过Box–Behnken设计方法进行的响应面分析法（RSM）表明，最佳能量吸收条件为：压力300千克/平方厘米、时间20分钟、温度170摄氏度以及最大剪切锁定角（β_max）。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。