野外作業(yè)用防彈營房防彈技術淺析

061000 滄州市華油飛達石油裝備有限公司生產技術中心 河北 滄州｜王鳳東 臧德濤 紀風杰

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野外作業(yè)用防彈營房防彈技術淺析

061000 滄州市華油飛達石油裝備有限公司生產技術中心 河北 滄州｜王鳳東 臧德濤 紀風杰

防彈營房是指具備一定防彈能力的營房，我們所研制的防彈營房按民品設計，能夠抵御AK47或56式半自動普通鉛芯彈（10m）直射。關鍵詞：營房；防彈；防彈板；AK47

為了對局勢不穩(wěn)定、易發(fā)生武裝襲擊的現(xiàn)場勘探、開采等作業(yè)人員起到很好的保護作用，我們開發(fā)研制了具有一定防彈能力的野外作業(yè)用營房。

防彈營房結構分析及材料選型

防彈營房的設計制造，關鍵在于骨架結構設計、防彈鋼板及防彈門窗的研發(fā)和選用及固定工藝確定。

a防彈鋼板選型

由于反政府武裝和恐怖組織裝備的武器主要為俄式AK系和美式A系步槍，我們按照其中威力最大的AK47（相當于中國56式半自動）步槍進行防彈設計。

目前防彈鋼板設計多采用理論設計、槍擊實驗完成。筆者對JHKJ型防彈鋼板的抗侵徹能力進行數(shù)值模擬，來驗證所選防彈板的安全性。

①有限元模型模擬計算

1）幾何模型

按照GA164—1997《專用運鈔車防護技術條件》要求，對于防彈鋼板采用槍擊試驗，子彈質量為5.56～5.69g，子彈為鋼芯彈。槍擊試驗中由于子彈直徑僅為7.62mm，因此可以忽略靶板的邊界效應。

在進行數(shù)值分析時對鋼板四周進行位移約束，對子彈施加速度載荷。計算中所采用的單位制為國際單位制：長度（m），質量（kg），時間（s），力（N），應力（Pa）。

2）材料模型

數(shù)值模擬中采用塑性隨動強化模型和Johnson2Cook模型進行建模計算，并結合Grüneisen狀態(tài)方程來描述材料在高速沖擊下的物理特性。

塑性隨動強化模型本構關系為

在Johnson2Cook模型中，采用流動應力σ和失效應變εf來描述材料的動態(tài)力學特性

材料的融化溫度T*為T*=

靶板采用Johnson2Cook材料模型結合Grüneisen狀態(tài)方程進行建模，Grüneisen狀態(tài)方程為

上述關系表示，當材料承受壓縮與拉伸時，可采用不同的狀態(tài)方程描述材料所產生的壓力，式（5）中的材料參數(shù)C0、S分別為材料的Hugoniot曲線

μs-μp的截距和斜率，γ0是Grüneisen參數(shù)，α是其一階體積修正。

3）數(shù)字模擬結果和試驗結果的比較

表1JHKJ型防彈鋼板性能實驗結果與數(shù)值模擬結果

JHKJ運鈔車用防彈鋼板適用：56式沖鋒槍，AK47（7.62x39）。彈速m/s：720。適用標準：CN（C級）。

經過技術參數(shù)對比，中國兵器工業(yè)防爆器材質量監(jiān)督檢測中心通過槍械56式7.62mm半自動步槍（彈速740m/s＞720m/s）對JHKJ型4.1（mm）防彈鋼板進行了檢測：防彈性能可以達到6級；

通過對JHKJ型防彈板數(shù)值模擬計算及實驗，防彈板完全符合營房防彈要求。

b防彈窗選型

由于現(xiàn)場勘探開采過程中有些營房必須設置觀察窗。因此，窗戶必須具有一定的防彈性能。

防炸彈玻璃受到炸彈爆炸沖擊時，玻璃向后彎曲，同時框架系統(tǒng)向后壓縮緩沖，玻璃完整或出現(xiàn)破裂，但基本沒有碎片濺出，確保室內人員和設施沒有受到傷害。RET≈1.0。

綜合考慮實際作業(yè)環(huán)境特點，經過數(shù)據(jù)對比，F(xiàn)54C-27-SL （5+12+5+3mm）防彈復合玻璃，可以有效防止54式槍彈襲擊，具有全天候防彈、防盜、防爆、隔音防噪、保溫節(jié)能等功能。

防彈房結構設計與實現(xiàn)

a墻體及頂部防彈板固定工藝

通過對現(xiàn)有營房結構進行分析，在確保良好保溫效果的前提下，我們采用在原有龍骨結構上固定防彈板的施工工藝。

為確保防彈鋼板性能不被破壞、施工操作簡單快捷，且降低建造成本，首先按照防彈鋼板的規(guī)格，用方鋼焊接支撐骨架，中間填充保溫材料。將防彈鋼板用鉆尾自攻螺絲固定在支撐方鋼上，接縫處采用疊壓式固定法，然后再進行內飾施工。

b室外門的制作及安裝

防彈型門按照標準冷庫門結構制作，防彈鋼板與門整體成型，不影響防彈效果；

c防彈窗的安裝、固定

根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)要求，參考《中華人民共和國公共安全行業(yè)標準》GA518-2004標準進行安裝和驗收，對現(xiàn)場人員起到很好的防護。

防彈房整體結構特點

a在發(fā)生槍械射擊情況下，按照力學數(shù)據(jù)設定的射擊力與反射力，整體結構能夠抵擋該種范圍內的射擊力；

b發(fā)生槍械射擊后，沒有達到預先設定的射擊力，整體結構不受任何影響；射擊力達到預先設定，防彈結構不會發(fā)生破壞，仍能正常使用；

結束語

防彈營房的研發(fā)成功和推廣應用，不僅為企業(yè)發(fā)展提供了新動力，還為在動蕩地區(qū)作業(yè)人員的安全保障做出了貢獻。

參考：

［1］李英雷.裝甲陶瓷的本構關系和抗彈機理研究［D］.合肥：中國科技大學，2003.

［2］常敬臻，劉占芳，李建鵬，等.B900FD21型防彈鋼板抗侵徹能力數(shù)值模擬［J］.重慶大學學報：自然科學版，2006，29（10）：82286.

［3］趙興勇.《論中國防彈（暴）新材料和裝備技術發(fā)展》.《現(xiàn)代營銷》， 2015

［4］楊志勇，江華勤，李超.《防爆、防彈幕墻淺析》.《才智》， 2012（22）

［5］遲雪濤，楊明.《建筑幕墻防盜防彈防爆》.《商品與質量·建筑與發(fā)展》，2014

［6］袁超.《軍隊營房工程造價管理方法及應用研究》.《國防科學技術大學》， 2006