步枪弹侵彻背部穿硬防护人体靶标钝击效应研究

针对枪弹侵彻穿防弹衣人体背部产生脊柱脊髓钝性损伤，建立了DBP10式5.8 mm步枪弹侵彻NIJⅢ级SiC/UHMWPE防弹插板的数值模型，采用JHB本构和基于Abaqus二次开发的VUMAT本构分别模拟SiC陶瓷和UHMWPE层合板；开展了5.8 mm步枪弹侵彻NIJⅢ级SiC/UHMWPE防弹插板的数值模拟，通过基于高速摄影的弹道实验结果对比验证了数值模型的准确性；基于枪弹侵彻防弹插板的数值模拟结果，开展了5.8 mm步枪弹以910 m/s入靶速度侵彻背部穿硬防护人体躯干靶标的数值模拟，明确了步枪弹击中防弹衣后压力波在肌肉-脊柱内的传导规律，还原了枪弹侵彻过程中人体典型器官(心、肝、肺、胃等)的应力波传递过程。结果表明：人体背部在枪弹钝击作用下会在脊椎椎骨上产生瞬时高应力，可能导致椎骨骨折、椎间盘突出和脊柱不稳定；致伤点T10椎体后方脊髓最大应力为1.04 MPa,可能导致脊髓改变；对脊髓上应力与加速度线性回归分析表明，压力与加速度呈正相关。