野外作业用防弹营房防弹技术浅析

061000 沧州市华油飞达石油装备有限公司生产技术中心 河北 沧州｜王凤东 臧德涛 纪风杰



野外作业用防弹营房防弹技术浅析

061000 沧州市华油飞达石油装备有限公司生产技术中心 河北 沧州｜王凤东 臧德涛 纪风杰

防弹营房是指具备一定防弹能力的营房，我们所研制的防弹营房按民品设计，能够抵御AK47或56式半自动普通铅芯弹（10m）直射。关键词：营房；防弹；防弹板；AK47

为了对局势不稳定、易发生武装袭击的现场勘探、开采等作业人员起到很好的保护作用，我们开发研制了具有一定防弹能力的野外作业用营房。

防弹营房结构分析及材料选型

防弹营房的设计制造，关键在于骨架结构设计、防弹钢板及防弹门窗的研发和选用及固定工艺确定。

a防弹钢板选型

由于反政府武装和恐怖组织装备的武器主要为俄式AK系和美式A系步枪，我们按照其中威力最大的AK47（相当于中国56式半自动）步枪进行防弹设计。

目前防弹钢板设计多采用理论设计、枪击实验完成。笔者对JHKJ型防弹钢板的抗侵彻能力进行数值模拟，来验证所选防弹板的安全性。

①有限元模型模拟计算

1）几何模型

按照GA164—1997《专用运钞车防护技术条件》要求，对于防弹钢板采用枪击试验，子弹质量为5.56～5.69g，子弹为钢芯弹。枪击试验中由于子弹直径仅为7.62mm，因此可以忽略靶板的边界效应。

在进行数值分析时对钢板四周进行位移约束，对子弹施加速度载荷。计算中所采用的单位制为国际单位制：长度（m），质量（kg），时间（s），力（N），应力（Pa）。

2）材料模型

数值模拟中采用塑性随动强化模型和Johnson2Cook模型进行建模计算，并结合Grüneisen状态方程来描述材料在高速冲击下的物理特性。

塑性随动强化模型本构关系为

在Johnson2Cook模型中，采用流动应力σ和失效应变εf来描述材料的动态力学特性

材料的融化温度T*为T*=

靶板采用Johnson2Cook材料模型结合Grüneisen状态方程进行建模，Grüneisen状态方程为

上述关系表示，当材料承受压缩与拉伸时，可采用不同的状态方程描述材料所产生的压力，式（5）中的材料参数C0、S分别为材料的Hugoniot曲线

μs-μp的截距和斜率，γ0是Grüneisen参数，α是其一阶体积修正。

3）数字模拟结果和试验结果的比较

表1JHKJ型防弹钢板性能实验结果与数值模拟结果

JHKJ运钞车用防弹钢板适用：56式冲锋枪，AK47（7.62x39）。弹速m/s：720。适用标准：CN（C级）。

经过技术参数对比，中国兵器工业防爆器材质量监督检测中心通过枪械56式7.62mm半自动步枪（弹速740m/s＞720m/s）对JHKJ型4.1（mm）防弹钢板进行了检测：防弹性能可以达到6级；

通过对JHKJ型防弹板数值模拟计算及实验，防弹板完全符合营房防弹要求。

b防弹窗选型

由于现场勘探开采过程中有些营房必须设置观察窗。因此，窗户必须具有一定的防弹性能。

防炸弹玻璃受到炸弹爆炸冲击时，玻璃向后弯曲，同时框架系统向后压缩缓冲，玻璃完整或出现破裂，但基本没有碎片溅出，确保室内人员和设施没有受到伤害。RET≈1.0。

综合考虑实际作业环境特点，经过数据对比，F54C-27-SL （5+12+5+3mm）防弹复合玻璃，可以有效防止54式枪弹袭击，具有全天候防弹、防盗、防爆、隔音防噪、保温节能等功能。

防弹房结构设计与实现

a墙体及顶部防弹板固定工艺

通过对现有营房结构进行分析，在确保良好保温效果的前提下，我们采用在原有龙骨结构上固定防弹板的施工工艺。

为确保防弹钢板性能不被破坏、施工操作简单快捷，且降低建造成本，首先按照防弹钢板的规格，用方钢焊接支撑骨架，中间填充保温材料。将防弹钢板用钻尾自攻螺丝固定在支撑方钢上，接缝处采用叠压式固定法，然后再进行内饰施工。

b室外门的制作及安装

防弹型门按照标准冷库门结构制作，防弹钢板与门整体成型，不影响防弹效果；

c防弹窗的安装、固定

根据现场作业要求，参考《中华人民共和国公共安全行业标准》GA518-2004标准进行安装和验收，对现场人员起到很好的防护。

防弹房整体结构特点

a在发生枪械射击情况下，按照力学数据设定的射击力与反射力，整体结构能够抵挡该种范围内的射击力；

b发生枪械射击后，没有达到预先设定的射击力，整体结构不受任何影响；射击力达到预先设定，防弹结构不会发生破坏，仍能正常使用；

结束语

防弹营房的研发成功和推广应用，不仅为企业发展提供了新动力，还为在动荡地区作业人员的安全保障做出了贡献。

参考：

［1］李英雷.装甲陶瓷的本构关系和抗弹机理研究［D］.合肥：中国科技大学，2003.

［2］常敬臻，刘占芳，李建鹏，等.B900FD21型防弹钢板抗侵彻能力数值模拟［J］.重庆大学学报：自然科学版，2006，29（10）：82286.

［3］赵兴勇.《论中国防弹（暴）新材料和装备技术发展》.《现代营销》， 2015

［4］杨志勇，江华勤，李超.《防爆、防弹幕墙浅析》.《才智》， 2012（22）

［5］迟雪涛，杨明.《建筑幕墙防盗防弹防爆》.《商品与质量·建筑与发展》，2014

［6］袁超.《军队营房工程造价管理方法及应用研究》.《国防科学技术大学》， 2006