PP/HDPE蜂窝防护结构抗侵彻性能研究王运陈首陈自鹏摘要：为研究聚丙烯（PP）和高密度聚乙烯（HDPE）蜂窝防护结构抗侵彻性能，对比了两种材料拉伸和结构侵彻的试验结果，并建立有限元模型，进行了不同工况下的枪弹侵彻数值模拟，并分析了试验结果、模拟中结构的破坏形式和枪弹的侵彻深度。结果表明：1000m·s-1的枪弹对蜂窝防护结构的侵彻深度在30cm左右，仅达到该结构设计厚度的一半，显示了很好的抗侵彻性能;另外，相较于聚丙烯蜂窝防护结构，高密度聚乙烯蜂窝防护结构在被枪弹侵彻后破坏更小，结构完整性保持更好，对抗枪弹二次打击的能力更强，且有较好的耐久性;同时，高密度聚乙烯蜂窝防护结构对枪弹也有一定的偏航作用，对保护结构背后的人员有着一定积极作用。关键词：聚丙烯;高密度聚乙烯;蜂窝防护结构;抗侵彻：TQ325.1文献标识码：A：1671-0460（2020）10-2106-06Abstract：Inordertostudytheanti-penetrationperformanceofpolypropylene（PP）andhigh-densitypolyethylene（HDPE）honeycombprotectionstructures，thetestresultsoftensileandstructuralpenetrationofthetwomaterialswerecompared，andthefiniteelementmodelwasestablished.Andthenthetestresults，thedestructionformsofthestructureandthepenetrationdepthofthebulletinthesimulationwereanalyzed.Theresultsshowedthatthepenetrationdepthof1000m·s-1bulletinthehoneycombprotectionstructurewasabout30cm，whichwasonlyhalfofthedesignedthicknessofthestructure.Inaddition，comparedwiththepolypropylenehoneycombprotectionstructure，thehigh-densitypolyethylenehoneycombstructurehadlessdamageafterbeingpenetratedbybullets，betterstructuralintegrity，strongerresistancetothesecondstrikeofbullets，andbetterdurability.Atthesametime，thehigh-densitypolyethylenehoneycombprotectionstructurealsohadacertainyaweffectonthebullet，andhadacertainpositiveeffectonthepersonnelbehindtheprotectionstructure.Keywords：Highdensitypolyethylene;Polypropylene;Honeycombprotectionstructure;Penetrationresistance构筑防护结构是保存有生力量，掩护武器装备，抵御敌方火力打击的重要措施。即便是在现代化作战方式发生极大改变、新型作战装备大量涌现的今天，防护结构的使用依旧有着非常重要的作用。近年来，国内外学者对多种防护结构进行了设计研究。美军普遍使用一种叫HESCO的网笼堡垒（图1），其采用钢丝网笼和内衬土工布为预制构件构筑的堡垒，可折叠存储，运输体积小，结构简单，使用构筑快，因此受到各国军队的重视。陶西贵[1]等设计了一种能自卸式展开设置的多用途防护装置（图2），实现了防护装置与自卸装置的车载机动运输和装卸一体化，有效提高了构筑效率与防护抗力的综合效益。然而，对于极端恶劣条件下构筑防御工事，笨重的构件给运输、搬运、吊装和安装等带来了极大不便，特别是自然条件艰苦的偏远地区，这严重制约了部队机动设防的速度和效率。为了使构筑防御工事更加便捷高效，聚合物的使用成为了设计防护结构的一种选择。聚合物主要分为橡胶、塑料和纤维，而橡胶在力的作用下变形过大不适用于防护，纤维不易形变不适用于折叠运输，塑料的性质处于两者其间，更适合作为防护结构构件的材料。偏向橡胶性质的软塑料，特别是聚丙烯和高密度聚乙烯材料，由于其耐酸碱、高强度、高耐磨性和良好的绝缘性，被广泛地应用于各行各业。在理论研究中，国内外学者对这两种材料进行了大量研究，包括聚丙烯的拉伸特性[2]、高密度聚乙烯的拉伸变形研究[3]以及温湿度影响的研究[4]等。同时，为了提升性能，還研究了钢-聚丙烯混杂纤维混凝土等[5]，探索了高密度聚乙烯与纳米MgO、麻纤维等材料的结合[6-10]。KWON[11]等根据单轴拉伸拟合试验结果分段描述了高密度聚乙烯的本构关系，马塞尔[12]等利用Sherwood-Forst本构模型研究了高密度聚乙烯的单轴拉伸力学性能，很好地描述了其力学特性。另外，国内外学者还对高密度聚乙烯的损伤性能、冲击后的断裂行为进行了研究[13-15]。在应用研究中，...