Dejavnike, ki vplivajo na neprebojno delovanje neprebojnih jopičev, je mogoče obravnavati z dveh vidikov: interakcijskega izstrelka (krogla ali šrapnel) in neprebojnega materiala. Kar zadeva izstrelek, so njegova kinetična energija, oblika in material pomembni dejavniki, ki določajo njegov prodor.
Navadne krogle, zlasti krogle s svinčeno ali navadno jekleno sredico, se bodo deformirale, ko pridejo v stik z neprebojnimi materiali. V tem procesu se porabi precejšen del kinetične energije krogle, s čimer se učinkovito zmanjša sila prodiranja krogle, ki je pomemben vidik mehanizma absorpcije energije krogle. Pri bombah, granatah in drugih šrapnelih ali sekundarnih delcih, ki jih tvorijo krogle, je situacija bistveno drugačna. Ti šrapneli imajo nepravilne oblike, ostre robove, majhno težo in majhnost ter se ne bodo deformirali po udarcu v neprebojne materiale, zlasti mehke neprebojne materiale. Na splošno hitrost tovrstnih naplavin ni velika, vendar je količina velika in gosta.
Ključ do absorpcije energije takšnih fragmentov z mehkimi neprebojnimi jopiči je v tem, da drobci režejo, raztegnejo in zlomijo prejo balistične tkanine ter povzročijo interakcijo med prejo v tkanini in različnimi plastmi tkanine, kar ima za posledico celotno deformacijo tkanine. V zgoraj omenjenih procesih fragmenti delujejo navzven in s tem porabljajo lastno energijo. Pri zgornjih dveh vrstah procesa absorpcije telesne energije se majhen del energije pretvori v toplotno energijo s trenjem (vlakna/vlakna, vlakna/metla) in se z udarcem pretvori v zvočno energijo. Kar zadeva neprebojne materiale, morajo imeti neprebojni materiali visoko trdnost, dobro žilavost in močne sposobnosti absorpcije energije, da bi izpolnili zahteve telesnih jopičev, da čim bolj absorbirajo kinetično energijo krogel in drugih izstrelkov. Materiali, ki se uporabljajo v neprebojnih jopičih, zlasti mehkih, so večinoma visoko zmogljiva vlakna. Za ta visoko zmogljiva vlakna je značilna visoka trdnost in visok modul. Čeprav imajo nekatera visoko zmogljiva vlakna, kot so ogljikova vlakna ali borova vlakna, visoko trdnost, v bistvu niso primerna za neprebojni jopič zaradi slabe prožnosti, nizke lomljive moči, težav pri predenju in obdelavi ter visoke cene.
Natančneje, pri balističnih tkaninah je njegov neprebojni učinek v glavnem odvisen od naslednjih vidikov: natezna trdnost vlaken, raztezek vlaken ob prelomu in delo ob prelomu, modul vlaken, orientacija vlaken in hitrost prenosa napetostnega valovanja, vlakna, finost vlakna, način vlakno sestavljeno, teža vlaken na enoto površine, struktura in površinske značilnosti preje, struktura tkanine, debelina mrežnega sloja vlaken, število plasti mrežnega sloja ali sloja tkanine itd. Učinkovitost vlaknenega materiala, ki se uporablja za odpornost na udarce, je odvisna od prelomne energije vlakna in hitrosti prenosa napetostnega vala. Napetostni val se mora razširiti čim hitreje, energija loma vlakna pri udarcu z veliko hitrostjo pa mora biti čim višja. Natezno lomno delo materiala je energija, ki jo mora material upreti poškodbam zaradi zunanjih sil, in je funkcija, povezana z natezno trdnostjo in raztezko deformacijo. Zato je teoretično, višja kot je natezna trdnost, močnejša je raztezna deformacijska sposobnost materiala, večji je potencial za absorpcijo energije.
V praksi pa material, ki se uporablja za neprebojni jopič, ne sme imeti pretirane deformacije, zato mora imeti vlakno, ki se uporablja za neprebojni jopič, tudi večjo odpornost proti deformacijam, torej visok modul. Vpliv strukture preje na balistični upor je posledica razlike v stopnji izkoriščenosti trdnosti posameznega vlakna in celotne sposobnosti raztezka preje zaradi različnih tkanin preje. Proces lomljenja preje je najprej odvisen od procesa lomljenja vlakna, ker pa je agregat, je velika razlika v mehanizmu lomljenja. Če je finost vlakna v redu, je prepletanje v preji tesnejše, sila pa bolj enakomerna, s čimer se poveča trdnost preje. Poleg tega imajo naravnost in vzporednost razporeditve vlaken v preji, število prenosov notranje in zunanje plasti ter zasuk preje pomemben vpliv na mehanske lastnosti preje, zlasti na natezno trdnost in raztezek. ob odmoru. Poleg tega bodo zaradi interakcije med prejo in prejo ter prejo in elastičnim telesom med procesom bombardiranja površinske značilnosti preje vplivale na krepitev ali oslabitev zgornjih dveh učinkov. Prisotnost olja in vlage na površini preje bo zmanjšala odpornost nabojev ali šrapnelov, da bi prodrli v material, zato morajo ljudje pogosto očistiti in posušiti material ter iskati načine za izboljšanje odpornosti na prodiranje. Sintetična vlakna z visoko natezno trdnostjo in visokim modulom so običajno visoko usmerjena, zato je površina vlaken gladka, koeficient trenja pa nizek. Ko se ta vlakna uporabljajo v neprebojnih tkaninah, je sposobnost prenosa energije med vlakni po bombardiranju slaba in stresni val se ne more hitro širiti, s čimer se zmanjša sposobnost tkanine, da blokira krogle. Običajne metode za povečanje koeficienta površinskega trenja, kot sta dvigovanje in končna obdelava s korono, bodo zmanjšale trdnost vlaken, medtem ko je metoda prevleke tkanine enostavna za povzročitev"varjenja" med vlakni in vlakni, kar ima za posledico udarni val krogle v preji. Odboj se pojavi bočno, zaradi česar se vlakno predčasno zlomi. Da bi rešili to protislovje, so ljudje izmislili različne metode. AlliedSignal (AlliedSignal) je na trg predstavil vlakno za obdelavo z zračno navitjem, ki poveča stik med kroglo in vlaknom s prepletanjem vlakna znotraj preje.
V patentu ZDA št. 5,035,111 je predstavljena metoda za izboljšanje koeficienta trenja preje z uporabo vlaken strukture jedra ovoja."jedro" tega vlakna je vlakno visoke trdnosti in"koža" uporablja vlakno z nekoliko nižjo trdnostjo in višjim koeficientom trenja. Slednji predstavlja od 5 % do 25 %. Metoda, ki jo je izumil drugi patent ZDA 5255241, je podobna tej. Površino vlaken visoke trdnosti prevleče s tanko plastjo polimera z visokim trenjem, da izboljša sposobnost tkanine', da se upre prodiranju kovine. Ta izum poudarja, da mora prevlečni polimer imeti močan oprijem na površino vlakna visoke trdnosti, sicer bo prevlečni material, ki se ob bombardiranju odlepi, deloval kot trdno mazivo med vlakni in s tem zmanjšal površino vlakna. Koeficient trenja. Poleg lastnosti vlaken in lastnosti preje je pomemben dejavnik, ki vpliva na neprebojno sposobnost neprebojnih jopičev, struktura tkanine. Vrste strukture tkanine, ki se uporabljajo v programski oklepi, vključujejo pletenine, tkane tkanine, netkane tkanine, iglo preluknjane netkane klobučevine itd. Pletene tkanine imajo večji raztezek, kar je koristno za izboljšanje udobja pri nošenju. Toda ta vrsta visokega raztezka, ki se uporablja za odpornost na udarce, bo povzročila veliko neprodirajočo škodo. Poleg tega, ker imajo pletenine anizotropne lastnosti, imajo različne stopnje odpornosti na udarce v različnih smereh. Čeprav imajo pletenine prednosti glede proizvodnih stroškov in proizvodne učinkovitosti, so na splošno primerne le za izdelavo rokavic, odpornih na vbode, ograjevalnih oblek itd., in jih ni mogoče v celoti uporabiti za neprebojne jopiče. Bolj razširjeni neprebojni jopiči so tkane tkanine, nevotekne tkanine in iglo preluknjane netkane klobučevine. Zaradi različnih struktur imajo te tri vrste tkanin različne neprebojne mehanizme, balistika pa še ne more dati zadostne razlage. Na splošno, potem ko krogla zadene tkanino, bo ustvarila radialni vibracijski val v območju udarne točke in se z veliko hitrostjo razširil skozi prejo.
Ko vibracijski val doseže prepletno točko preje, se del vala prenese vzdolž prvotne preje na drugo stran prepletne točke, drugi del se prenese v notranjost prepletene preje, nekaj pa se odbije vzdolž originalne preje. Pojdite nazaj in oblikujte odbit val. Med zgornjimi tremi vrstami tkanin ima tkana tkanina največ točk prepletanja. Po zadeti krogle se lahko kinetična energija krogle prenaša z interakcijo preje na mestu prepletanja, tako da se udarna sila krogle ali šrapnela lahko absorbira na večjem območju. . Toda hkrati prepletna točka igra nevidno vlogo fiksnega konca. Odbiti val, ki nastane na fiksnem koncu, in prvotni vpadni val se bosta prekrivala v isti smeri, kar močno poveča učinek raztezanja preje in se zlomi, ko preseže njeno pretrgno trdnost. Poleg tega lahko nekateri majhni šrapneli potisnejo eno samo prejo v tkani tkanini, s čimer se zmanjša odpornost šrapnela na prodor. V določenem obsegu, če se poveča gostota tkanine, se lahko zmanjša možnost zgornje situacije in izboljša trdnost tkanine, vendar bo negativni učinek odboja in superpozicije napetostnega vala zmanjšan. izboljšan. Teoretično gledano je za dosego najboljše odpornosti na udarce uporabiti enosmerne materiale brez prepletnih točk. To je tudi izhodišče"Shield" tehnologijo."Shield" tehnologija ali"enosmerno polje" tehnologija, je metoda proizvodnje visoko zmogljivih netkanih neprebojnih kompozitnih materialov, ki jo je leta 1988 lansirala in patentirala United Signal Corporation. Pravico do uporabe te patentirane tehnologije je prejelo tudi nizozemsko podjetje DSM. Tkanina, izdelana po tej tehnologiji, je tkanina brez votka. Tkanina brez votka je izdelana tako, da se vlakna razporedijo vzporedno v eni smeri in jih povežejo s termoplastično smolo. Hkrati se vlakna prekrižajo med plastmi in stisnejo s termoplastično smolo.
Večina energije krogle ali šrapnela se absorbira z raztezanjem in lomljenjem vlaken na ali blizu točke udarca."Shield" tkanina lahko v največji meri ohrani prvotno trdnost vlakna in hitro razprši energijo na večjo površino, postopek obdelave pa je razmeroma preprost. Enoslojno nevotekno tkanino lahko uporabite kot hrbtenično strukturo mehkega neprebojnega jopiča po laminiranju, večplastno pa kot trde neprebojne materiale, kot so neprebojni ojačani vložki. Če pri zgornjih dveh vrstah tkanin večino energije izstrelka absorbirajo vlakna na udarni točki ali blizu točke udarca s prekomernim raztezanjem ali prebadanjem, da se vlakna zlomijo, potem je iglo preluknjan netkani filc neprebojni mehanizem strukturirane tkanine ni mogoče razložiti.
Ker so poskusi pokazali, da se pri iglo preluknjanem netkanem filcu skoraj ne lomi vlakna. Iglano preluknjana netkana klobučevina je sestavljena iz velikega števila kratkih vlaken, ni točke prepletanja in skoraj ni fiksne točke odboja deformacijskega vala. Neprebojni učinek je odvisen od hitrosti difuzije energije udarca krogle v filc. Opazili so, da je bil po udarcu šrapnela na konici simulacijskega projektila (FSP) zvitek vlaknatega materiala. Zato se predvideva, da se telo izstrelka ali šrapnel v začetni fazi udarca topi, kar oteži prodrenje v tkanino. Številni raziskovalni materiali so poudarili, da sta modulnost vlaken in gostota filca glavna dejavnika, ki vplivata na balistični učinek celotne tkanine. Iglane netkane klobučevine se večinoma uporabljajo v vojaških neprebojnih jopičih, ki so v glavnem izdelani iz neprebojnih listov.
