De faktorer, der påvirker den skudsikre ydeevne af kropsrustninger, kan betragtes ud fra to aspekter: det interagerende projektil (skud eller granatsplinter) og det skudsikre materiale. Hvad projektilet angår, er dets kinetiske energi, form og materiale vigtige faktorer, der bestemmer dets gennemtrængning.
Almindelige kugler, især kugler med blykerne eller almindelige stålkerner, vil deformeres, når de kommer i kontakt med skudsikre materialer. I denne proces forbruges en betydelig del af kuglens kinetiske energi, hvorved kuglens gennemtrængningskraft effektivt reduceres, hvilket er et vigtigt aspekt af kuglens energiabsorptionsmekanisme. For bomber, granater og andre granatsplinter eller sekundære fragmenter dannet af kugler er situationen væsentlig anderledes. Disse granatsplinter har uregelmæssige former, skarpe kanter, let vægt og lille størrelse og vil ikke deformeres efter at have ramt skudsikre materialer, især bløde skudsikre materialer. Generelt er hastigheden af denne slags affald ikke høj, men mængden er stor og tæt.
Nøglen til energiabsorptionen af sådanne fragmenter af blød kropsrustning ligger i det faktum, at fragmenterne skærer, strækker og bryder garnene i det ballistiske stof og forårsager samspillet mellem garnene i stoffet og de forskellige lag af stoffet, resulterer i den samlede deformation af stoffet. I de ovennævnte processer virker fragmenterne udadtil og forbruger derved deres egen energi. I de ovennævnte to typer kropsenergioptagelsesprocesser omdannes en lille del af energien til varmeenergi gennem friktion (fiber/fiber, fiber/kugle) og omdannes til lydenergi gennem stød. Med hensyn til skudsikre materialer skal de skudsikre materialer have høj styrke, god sejhed og stærke energiabsorptionsevner for at opfylde kravene til kropsrustning for at absorbere den kinetiske energi af kugler og andre projektiler i størst muligt omfang. Materialerne, der bruges til kropsrustning, især blød rustning, er hovedsageligt højtydende fibre. Disse højtydende fibre er kendetegnet ved høj styrke og højt modul. Selvom nogle højtydende fibre såsom kulfiber eller borfiber har høj styrke, er de dybest set ikke egnede til kropsrustning på grund af dårlig fleksibilitet, lav brudstyrke, svært ved at spinde og bearbejde og høj pris.
Specifikt for ballistiske stoffer afhænger dens skudsikre effekt hovedsageligt af følgende aspekter: fibertrækstyrke, fiberforlængelse ved brud og arbejde ved brud, fibermodul, fiberorientering og spændingsbølgetransmissionshastighed, fiber Fiberens finhed, måden fiberen er samlet, fibervægten pr. arealenhed, garnets struktur og overfladekarakteristika, stoffets struktur, tykkelsen af fibernetlaget, antallet af lag i maskelaget eller stoflaget osv. Ydeevnen af fibermaterialet, der anvendes til slagfasthed, afhænger af fiberens brudenergi og spændingsbølgens transmissionshastighed. Spændingsbølgen skal spredes så hurtigt som muligt, og fiberens brudenergi under højhastighedspåvirkning skal være så høj som muligt. Et materiales trækbrudsarbejde er den energi, som materialet har til at modstå beskadigelse af ydre kræfter, og det er en funktion relateret til trækstyrke og forlængelsesdeformation. Derfor, teoretisk set, jo højere trækstyrken er, jo stærkere er materialets forlængelsesdeformationsevne, jo større er potentialet for energiabsorption.
Men i praksis må materialet, der bruges til kropsrustning, ikke have for stor deformation, så fiberen, der bruges til kropsrustning, skal også have en højere modstandsdygtighed over for deformation, det vil sige et højt modul. Indflydelsen af garnets struktur på den ballistiske modstand skyldes forskellen i udnyttelsesgraden af enkeltfiberstyrken og garnets samlede deformationsforlængelse på grund af forskellige garnstoffer. Garnets brydeproces afhænger for det første af fiberens brydeproces, men fordi det er et tilslag, er der stor forskel på brydemekanismen. Hvis fiberens finhed er fin, er sammenfiltringen i garnet tættere, og kraften er mere ensartet, hvilket øger garnets styrke. Derudover har retheden og paralleliteten af fiberarrangementet i garnet, antallet af overførsler af de indre og ydre lag og garnets snoning en vigtig indflydelse på garnets mekaniske egenskaber, især trækstyrken og forlængelsen. i pausen. På grund af vekselvirkningen mellem garnet og garnet og garnet og det elastiske legeme under bombardementsprocessen vil garnets overfladekarakteristika desuden have den effekt at styrke eller svække de ovennævnte to effekter. Tilstedeværelsen af olie og fugt på overfladen af garnet vil reducere modstanden af kugler eller granatsplinter til at trænge ind i materialet, så folk har ofte behov for at rense og tørre materialet og søge måder at forbedre gennemtrængningsmodstanden. Syntetiske fibre med høj trækstyrke og højt modul er normalt meget orienterede, så fiberoverfladen er glat, og friktionskoefficienten er lav. Når disse fibre anvendes i skudsikre stoffer, er evnen til at overføre energi mellem fibrene dårlig efter bombardement, og stressbølgen kan ikke spredes hurtigt, hvorved stoffets evne til at blokere kugler reduceres. Almindelige metoder til at øge overfladefriktionskoefficienten, såsom hævning og corona-finish, vil reducere styrken af fiberen, mens metoden til stofbelægning er let at forårsage"svejsning" mellem fibrene og fibrene, hvilket resulterer i kuglechokbølgen i garnet. Refleksionen sker sideværts, hvilket får fiberen til at knække for tidligt. For at løse denne modsigelse har folk fundet på forskellige metoder. AlliedSignal (AlliedSignal) har introduceret en luftsårbehandlingsfiber på markedet, som øger kontakten mellem kuglen og fiberen ved at filtre fiberen inde i garnet.
I US patent nr. 5.035.111 introduceres en fremgangsmåde til at forbedre friktionskoefficienten for garner ved at anvende kappe-kernestrukturfibre."kernen" af denne fiber er en højstyrkefiber, og"huden" bruger en fiber med en lidt lavere styrke og en højere friktionskoefficient. Sidstnævnte tegner sig for 5% til 25%. Metoden opfundet af et andet US patent 5255241 ligner denne. Den belægger overfladen af højstyrkefiberen med et tyndt lag højfriktionspolymer for at forbedre stoffets's evne til at modstå metalgennemtrængning. Denne opfindelse understreger, at belægningspolymeren skal have stærk vedhæftning til overfladen af højstyrkefiberen, ellers vil belægningsmaterialet, der skaller af, når det bombarderes, fungere som et fast smøremiddel mellem fibrene og derved reducere fiberens overflade. Friktionskoefficient. Ud over fiberegenskaber og garnegenskaber er strukturen af stoffet en vigtig faktor, der påvirker kropsrustningens skudsikre evne. Stofstrukturtyperne, der bruges på software-kropsrustningen, omfatter strikkede stoffer, vævede stoffer, non-weft-stoffer, nålestansede ikke-vævede filt osv. Strikkede stoffer har højere forlængelse, hvilket er gavnligt for at forbedre komforten ved at bære. Men denne form for høj forlængelse, der bruges til slagfasthed, vil producere store ikke-gennemtrængende skader. Desuden, fordi strikkede stoffer har anisotrope egenskaber, har de forskellige grader af slagfasthed i forskellige retninger. Derfor, selvom strikkede stoffer har fordele med hensyn til produktionsomkostninger og produktionseffektivitet, er de generelt kun egnede til fremstilling af stikmodstandsdygtige handsker, fægtedragter osv., og kan ikke helt bruges til kropsrustning. De mere udbredte kropsrustninger er vævede stoffer, non-weft-stoffer og nålestanset ikke-vævet filt. På grund af deres forskellige strukturer har disse tre typer stoffer forskellige skudsikre mekanismer, og ballistik kan endnu ikke give en tilstrækkelig forklaring. Generelt set, efter at kuglen rammer stoffet, vil den generere en radial vibrationsbølge i området for anslagspunktet og spredes gennem garnet med høj hastighed.
Når vibrationsbølgen når sammenvævningspunktet af garnet, vil en del af bølgen blive transmitteret langs det originale garn til den anden side af sammenvævningspunktet, en anden del vil blive overført til indersiden af det sammenflettede garn, og noget vil blive reflekteret langs det originale garn. Gå tilbage og form en reflekteret bølge. Blandt de ovennævnte tre slags stoffer har det vævede stof de fleste sammenvævningspunkter. Efter at være blevet ramt af kuglen kan kuglens kinetiske energi overføres gennem vekselvirkningen af garnerne ved sammenvævningspunktet, så kuglens eller granatsslagkraften kan absorberes i et større område. . Men samtidig spiller sammenvævningspunktet rollen som en fast ende usynligt. Den reflekterede bølge dannet ved den faste ende og den oprindelige indfaldende bølge vil blive overlejret i samme retning, hvilket i høj grad forstærker strækningseffekten af garnet og knækker efter at have overskredet dets brudstyrke. Derudover kan nogle små granatsplinter skubbe et enkelt garn i det vævede stof væk, hvorved granatsplintens gennemtrængningsmodstand reduceres. Inden for et vist område, hvis tætheden af stoffet øges, kan muligheden for ovenstående situation reduceres, og styrken af det vævede stof kan forbedres, men den negative effekt af refleksionen og superpositionen af stressbølgen vil være forbedret. Teoretisk set er for at opnå den bedste slagfasthed at bruge ensrettede materialer uden sammenfletningspunkter. Dette er også udgangspunktet for"Shield" teknologi."Skjold" teknologi, eller"envejs array" teknologi, er en metode til fremstilling af højtydende non-woven skudsikre kompositmaterialer, lanceret og patenteret af United Signal Corporation i 1988. Retten til at bruge denne patenterede teknologi blev også givet til det hollandske firma DSM. Stoffet fremstillet ved hjælp af denne teknologi er et skudfrit stof. Det skudfrie stof er fremstillet ved at arrangere fibrene parallelt i én retning og binde dem med en termoplastisk harpiks. Samtidig krydses fibrene mellem lag og presses med en termoplastisk harpiks.
Det meste af energien fra en kugle eller granatsplinter absorberes ved at strække og knække fibrene ved eller nær anslagspunktet. The"Shield" stof kan bevare fiberens oprindelige styrke i størst muligt omfang og hurtigt sprede energien til et større område, og forarbejdningsproceduren er forholdsvis enkel. Enkeltlags-non-weft-stoffet kan bruges som rygraden i den bløde kropsrustning efter at være blevet lamineret, og flerlaget kan bruges som hårde skudsikre materialer såsom skudsikre forstærkede indsatser. Hvis i de ovennævnte to typer stoffer absorberes det meste af projektilenergien af fibrene ved anslagspunktet eller nær anslagspunktet gennem overdreven strækning eller gennemboring for at bryde fibrene, så er den nålestansede nonwoven filt den skudsikre mekanisme af struktureret stof kan ikke forklares.
Fordi eksperimenter har vist, at fiberbrud næsten ikke forekommer i den nålestansede nonwoven-filt. Den nålestansede ikke-vævede filt er sammensat af et stort antal korte fibre, der er intet sammenvævningspunkt, og der er næsten ingen fikspunktsreflektion af belastningsbølgen. Den skudsikre effekt afhænger af diffusionshastigheden af skudenergien i filten. Det blev observeret, at efter at være blevet ramt af granatsplinter var der en rulle fibrøst materiale på spidsen af Fragment Simulating Projectile (FSP). Derfor forudsiges det, at projektillegemet eller granatsplinter bliver stumpt i den indledende fase af sammenstødet, hvilket gør det vanskeligt at trænge ind i stoffet. Mange forskningsmaterialer har påpeget, at fibermodulet og filtdensiteten er de vigtigste faktorer, der påvirker den ballistiske effekt af hele stoffet. Nålestanset ikke-vævet filt bruges hovedsageligt i militære skudsikre veste hovedsageligt lavet af skudsikre plader.
