智能Kevlar纤维复合织物的力学行为设计与性能表征分析
批准号:
11972032
项目类别:
面上项目
资助金额:
68.0 万元
负责人:
龚兴龙
依托单位:
学科分类:
实验固体力学
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
龚兴龙
中文摘要
基于Kevlar纤维研制而成的防护织物具有极高的强度和柔韧性,因而在防弹装甲、防爆装置、防弹衣等领域具有十分重要的应用前景。随着近年来对软体防弹衣需求的日益增长,新型多功能Kevlar纤维复合织物以其独特的隐身、力传感等耦合性能在人体防护装备中引起广泛关注。针对目前软体人体防护材料的不足之处,本项目在已有预研基础上,优化制备方法和工艺,研制兼具冲击防护和力传感性能的智能Kevlar纤维复合织物,建立该材料的力-电耦合性能测试系统,研究不同冲击条件下Kevlar纤维复合织物的力-电耦合行为,分析基于微观结构演化的力-电耦合作用机制,探索该类智能材料的吸能机理,解析电学响应与冲击力之间的关系,阐明通过电学响应的力传感机理,进一步建立能正确描述其力-电耦合行为的参数模型。最后,总结实验和理论研究结果,优化设计智能人体防弹衣,推动该材料的工程应用。
英文摘要
Because of the high strength and flexibility, the protection fabric based on the Kevlar fibre possesses broad and important potential in bulletproof armor, explosion-proof device, and body armor, etc. Recently, with the increasing requirement of the soft body armor, novel multifunctional Kevlar composite fabric has attracted more and more research interests due to their special invisibility, force sensitivity and other coupling properties. Aimed at the shortages of present soft body armor, we proposed this proposal based on our pre-experiments. This application is focused on optimizing the fabrication method and technique, preparing the high performance smart Kevlar composite fabric with both anti-impact and force sensitivity characteristics, establishing the testing systems of the electro-mechanical coupling property, investigating the electro-mechanical coupling behavior under different impacts. By combining the structural evolution and electro-mechanical coupling property, we will explore the detail mechanism for the energy absorption, analyze the relationship between electrical response and impact force, describe the mechanism of force sensing by electrical response, and then establish a dynamic model which can correctly describe the electro-mechanical coupling property. Finally, based on the experimental and theoretical results, a smart body armor will be designed to further improve their application in the engineering areas.
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Functional Kevlar-Based Triboelectric Nanogenerator with Impact Energy-Harvesting Property for Power Source and Personal Safeguard
具有冲击能量收集特性的功能性凯夫拉摩擦纳米发电机,用于电源和个人防护
DOI:
10.1021/acsami.0c18308
发表时间:
2021
期刊:
ACS Applied Materials & Interfaces
影响因子:
9.5
作者:
[Zhou Jianyu, Wang Sheng, Yuan Fang, Zhang Junshuo, Liu Shuai, Zhao Chunyu, Wang Yu, Gong Xinglong]
通讯作者:
Gong Xinglong
DOI:
10.1016/j.compositesa.2022.107083
发表时间:
2022-07
期刊:
Composites Part A: Applied Science and Manufacturing
影响因子:
--
作者:
[Jianyu Zhou;Sheng Wang;Junshuo Zhang;Shuai Liu;Wenhui Wang;Fang Yuan;X. Gong]
通讯作者:
Jianyu Zhou;Sheng Wang;Junshuo Zhang;Shuai Liu;Wenhui Wang;Fang Yuan;X. Gong
DOI:
10.1021/acsami.2c04994
发表时间:
2022-04
期刊:
ACS applied materials & interfaces
影响因子:
9.5
作者:
[Chunyu Zhao;Yu Wang;Liang Gao;Yunqi Xu;Ziyang Fan;Xujing Liu;Y. Ni;Shouhu Xuan;Huaxia Deng-Huaxi]
通讯作者:
Chunyu Zhao;Yu Wang;Liang Gao;Yunqi Xu;Ziyang Fan;Xujing Liu;Y. Ni;Shouhu Xuan;Huaxia Deng-Huaxi
DOI:
10.1016/j.polymer.2022.124800
发表时间:
2022-04
期刊:
Polymer
影响因子:
4.6
作者:
[Bing Liu;C. Du;Huaxia Deng;Yankai Fu;Fei Guo;L. Song;X. Gong]
通讯作者:
Bing Liu;C. Du;Huaxia Deng;Yankai Fu;Fei Guo;L. Song;X. Gong
DOI:
10.1007/s12274-023-5523-3
发表时间:
2023-03
期刊:
Nano Research
影响因子:
9.9
作者:
[Min Sang;Shuai Liu;Jianpeng Wu;Xinyi Wang;Junshuo Zhang;Yunqi Xu;Yu Wang;Jun Li;Ji Li;Shouhu Xuan;X. Gong]
通讯作者:
Min Sang;Shuai Liu;Jianpeng Wu;Xinyi Wang;Junshuo Zhang;Yunqi Xu;Yu Wang;Jun Li;Ji Li;Shouhu Xuan;X. Gong
共 44 条
力热耦合防护材料及其关键性能研究
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批准号:12132016
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项目类别:重点项目
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资助金额:310万元
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批准年份:2021
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负责人:龚兴龙
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依托单位:
剪切增稠胶的力学行为与作用机理研究
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批准号:11772320
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项目类别:面上项目
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资助金额:118.0万元
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批准年份:2017
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负责人:龚兴龙
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依托单位:
磁流变塑性体力学性能的实验研究与分析
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批准号:11572309
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项目类别:面上项目
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资助金额:140.0万元
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批准年份:2015
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负责人:龚兴龙
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依托单位:
剪切增稠复合材料的研制及其抗冲性能研究
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批准号:11372301
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项目类别:面上项目
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资助金额:106.0万元
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批准年份:2013
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负责人:龚兴龙
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依托单位:
磁流变弹性体的阻尼性能研究
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批准号:11072234
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项目类别:面上项目
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资助金额:50.0万元
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批准年份:2010
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负责人:龚兴龙
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依托单位:
磁流变弹性体(磁敏高弹体)的力学行为及其优化设计的研究
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批准号:10672154
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项目类别:面上项目
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资助金额:34.0万元
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批准年份:2006
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负责人:龚兴龙
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依托单位:
国内基金
海外基金