保护人体免受伤害的历史可以追溯到有记载的历史，古代战士在战斗中佩戴青铜、铜和铁的胸甲。今天，对于军队、警察、安全人员和那些在体育世界中竞争的人来说，使用设备来保护身体几乎是司空见惯的事。app亚博体育从运动护腿、防弹背心到防刺园艺手套，穿戴者依靠防弹衣来保护自己免受严重伤害，同时要求防弹衣重量轻、穿着舒适。 从设计的角度看防护设备app亚博体育事件可能会导致损伤的范围是巨大的,虽然有各种各样的防弹衣的解决方案特定的问题,这些问题的影响,人为保护与自然的身体保护,破坏重要器官往往不以集成的方式看着设计设备时身体的保护。app亚博体育关键问题必须作为设计过程的一部分予以回答。重要的是要防止什么——碰撞速度、质量、力、冲量、能量还是动量?这些因素中哪一个在通过保护层时衰减最大，不同的保护器设计/材料会在不同程度上做到这一点吗?亚博网站下载在某些应用中，阻止子弹或刀片的能力可能决定成功与否，但对于钝器创伤，比如胫骨被击中，情况又如何呢?人体自身的保护系统有多好? 从技术角度看防护设备app亚博体育“从技术的角度来看，防弹衣现在发展得很好，有各种各样的竞争材料系统和制造商，都提供了良好的全面解决方案，”英国克兰菲尔德大学皇家军事学院的Ian Horsfall说。亚博网站下载“目前的挑战是设计一种更好的性能平衡，以提高人体工程学，并与其他设备和服装的集成。”app亚博体育正如他所指出的，军事市场相对成熟，其主要挑战是在保持低体重的同时提高保护水平和覆盖面。警察和其他民用市场，如公共交通工作者、出租车司机和救护人员，相对不太成熟，在提供日常使用的可穿戴且通常谨慎的系统方面存在重大挑战。 弹道盔甲亚博网站下载材料的发展自20世纪70年代现代防弹衣问世以来，防弹纤维变得更加坚固，使制造商能够生产更轻、更灵活的防弹衣。“纤维技术的改进提供了装甲效率的稳步提高，”Horsfall说。“在现代纺织系统中，在三种或三种以上的编织中结合两种或三种纤维是很常见的。” 用于盔甲的纤维应用程序用于柔软防弹衣的两种主要纤维是芳纶和聚乙烯。Kevlar, Twaron和Technora都是芳纶，而Dyneema和Spectra是聚乙烯基团的一部分。柔软的防弹衣是为了阻挡子弹而设计的，因为子弹的冲击力会变软，所以在面对冲锋枪的射击时，它几乎无法提供保护。这种级别的保护是由硬装甲防弹背心提供的。传统上，硬装甲的前后都有坚硬的陶瓷板，这使得它们很重，限制了行动。 硬甲和软甲的结合为了克服穿硬装甲背心的问题，一种新型材料被设计出来，它不仅能保护身体免受软子弹的伤害，还能抵挡自动步枪的猛烈射击。Lorica Armour Vest是Lorica Research的迪格比·戴克(Digby Dyke)的创意，最近在BBC的明日世界(Tomorrow’s World)节目中展示了这款背心。背心采用了新型材料，由三种合成聚合物纤维制成，具有很高的抗冲击性和渗透性。这些纤维已经用于制造防弹衣，但这种新型织物强度的关键在于，在纤维织物上深度浸渍乙烯基热塑性树脂，形成一个坚固的网。在完成的背心中，22层布料独立工作，吸收和消散子弹的能量。 软甲和钝伤阻止武器只是问题的一部分。在使用凯夫拉纤维等不会拉伸的纤维制成的软装甲背心中，当子弹被击中时，能量会被吸收并从击中的纤维分散到织物组织中的其他纤维中，最终到达人体。这种对身体的冲击被称为钝挫伤，必须保持在不会造成伤害的水平。人体可以承受一定程度的钝挫伤，在防弹衣测试中，这种耐受性以毫米的“后脸特征”来定义。 有些背心必须保护穿戴者免受刀和子弹的伤害，在这种情况下，在测试防弹衣是否被刺伤时，需要解决的问题是尽量减少钝伤。 装甲设计的挑战第一个挑战表征了一个“真正的攻击”，其涉及例如决定力，能量，动量和速度，以及这些时域之间的变化。用于测试车身铠装的目前的方法是基于弹性或滴重驱动导弹与刀片作为刺的源。样品安装在支持介质上，这使得人躯干的依从性模仿。‘There are two parts to the testing system,’ says Professor Thomas Gray from the Department of Mechanical Engineering at the University of Strathclyde (UK), another speaker lined up for the seminar, ‘the delivery part (maybe the attacker) and the target, which can vary substantially depending on the part of the body that is struck and what kind of armour there is. Ideally you need different kinds of armour for different places.’ 查racterising“真实”的攻击
斯特拉斯克莱德警方委托斯特拉斯克莱德大学建立一个设施，根据当时的标准测试防弹衣。由于担心测试机器所做的事情与真正的攻击不同，这可能意味着材料开发的整个方向是错误的，生物工程系设立了一个项目，主要由苏格兰办公室和警察联盟的捐款资助，亚博网站下载来测量当一群志愿者被邀请刺伤一个虚拟目标时实际发生了什么。“这表明我们的担心并不是没有根据的，结合其他地方的发现，这导致了使用不同形式的测试系统的新标准的发展，”格雷说。 再保险改进测试模拟而新系统允许的基本标准的力量,能源等大致正确的标准的落锤试验,使用时机器比相对有点硬软盘攻击者的四肢,和正确的时间配置文件的数量不一定是被复制。格雷说:“我不认为我们在现实模拟方面已经走到了尽头。”在斯特拉斯克莱德，我们正试图找到微调失重系统的方法，以提供接近我们在早期研究中测量到的东西。” 男性和女性的身体盔甲防弹衣是一个竞争非常激烈的领域，有很多制造商在销售防弹衣。然而，仍然存在的一个市场和挑战是，为女性穿戴者提供与大多数男性穿戴者相同的舒适水平。霍斯福尔说:“要想为女性用户提供舒适有效的保护，还需要解决技术、医学和人体工程学方面的问题。” 一种新型缓冲材料柴郡创新开发的新材料可以提供人体工程学的优势，以帮助解决为上部女性身体形式设计舒适的个人防护装备的问题。app亚博体育Sali是一种新型的缓冲材料，用于头盔，防护服和其他物品，在这种情况下需要防止剧烈影响。Sali由大量的弹性弹性胶囊浸入基质液体中并储存在强柔性封装中。在撞击期间，胶囊尺寸缩小，因为基质液体在所有侧面被压缩。胶囊由流体润滑，在包装内部重新排列本身，使得包装的正面占据冲击体的形状，图1。
|
图1所示。SALi可以提供人体工程学的优势，帮助解决为女性上半身设计舒适的个人防护装备的问题。app亚博体育 |
所研究的弹性体胶囊包括膨胀聚苯乙烯微球、聚合微球、从气泡包装中切割出来的气泡和狭窄直径、开口端、中空管，其中有气囊。英国Cheshire Innovation的工程顾问Bill Courtney说:“到目前为止，所有的混合动力车都显示出有用的冲击吸收特性。”“SALi混合材料的多样化可以让我们开发出不同亚博网站下载的配方，提供不同的弹性和粘性阻尼特性，以解决广泛的冲击吸收问题。” 女性的雪橇伦敦大学玛丽女王学院(Queen Mary)的研究也集中在为女子有舵雪橇队的女性佩带者设计身体防护。在大量臀部和下背部受伤的报道之后，这项工作的重点是为有舵雪橇女运动员设计合适的身体保护和支持。女子滑雪橇必须使用比男子滑雪橇轻20公斤的滑雪橇，这种滑雪橇的设计并没有考虑到女性的体型。该大学的研究团队已经开发了一些设计改进，为现有的男性雪橇定制为女性，主要集中在使用新材料改进雪橇的内部设计，以及设计适当的服装，以限制皮肤烧伤造成的损害。亚博网站下载 未来无论是男性还是女性穿戴者，它都需要穿戴实用、轻便、灵活，并且必须覆盖特定应用的脆弱部位。格雷说，虽然制造商已经取得了很大的进步，但仍有很大的改进空间。克兰菲尔德大学的Horsfall认为，在接下来的几年里，将强大的建模能力应用到防弹衣上是可能的，以使现有系统得到更好的优化。他说:“纤维和其他技术的改进可能会提供进一步的增量收益，但也可能有其他技术可以应用，比如活性和活性系统。”有了这样的乐观态度，许多人可能很快就会穿上增强功能的防弹衣，比如主动冷却。 |