[发明专利]防弹衣防护效能评价方法

摘要

一种基于生物效应和仿真人体力学响应的防弹衣防护效能评价方法。该方法,包括建立防弹衣防护后生物损伤模型；建立基于仿真人体的力学响应测试模型；用不同弹丸对穿软质、硬质防弹衣试验动物进行射击致伤；生物损伤评分；利用仿真人体进行防弹衣防护后胸部器官力学响应测试；建立仿真人体力学响应与生物损伤评分的对应关系；基于仿真人体力学响应进行防弹衣防护效能评价；实现了基于仿真人体的力学响应数据对防弹衣防护效能进行定量化测试和评价的方法。

主权项

一种防弹衣防护效能评价方法，其特征是该方法步骤如下：1)建立防弹衣防护后生物损伤模型(1)依据胸腔解剖结构、形状、尺寸与成年人体相似原则，选择成年啮齿类动物进行防弹衣防护后生物效应检测试验；(2)试验前动物用3％戊巴比妥钠按1ml/kg耳缘静脉注射麻醉，致伤部位剪毛备皮；(3)用符合GJB4300‑2002《军用防弹衣安全技术效能要求》要求的软质、硬质防弹衣包裹试验动物胸部；包裹软质防弹衣时用手枪弹射击试验动物心前区、肝肺移行区；包裹硬质防弹衣时用步枪弹射击试验动物心前区、肝肺移行区；每只试验动物每一部位只接受一次枪弹射击；2)建立基于仿真人体的力学响应测试模型(1)选择外形、尺寸、重量与成年人体相似，具有皮肤、胸廓骨架和内脏器官的仿真人体躯干模型；(2)在仿真人体躯干模型的心脏、肺脏、肝脏、胃组织中安装压力传感器，配置数据采集仪器，用于采集、存储弹头冲击防弹衣时各个传感器的响应数据；3)用不同弹丸对穿软质、硬质防弹衣试验动物进行射击致伤(1)用9mm巴拉贝鲁姆手枪弹分别以360m/s和420m/s的速度击穿软质防弹衣试验动物心前区，即左侧锁骨中线4、5肋间、肝肺移行区，即右侧腋中线8、9肋间；(2)用5.8mm步枪弹分别以590m/s、910m/s的速度射击击穿硬质防弹衣试验动物心前区，即左侧锁骨中线4、5肋间，肺肝移行区，即右侧腋中线8、9肋间；4)生物损伤评分(1)试验动物于射击后3‑4小时以过量戊巴比妥钠麻醉、股动脉放血处死后，进行解剖检查，观察胸骨、肋骨有无骨折，心脏、肺脏、肝脏、胃有无出血、破裂等情况并详细记录拍照；(2)采用《简明损伤定级标准》(AbbreviatedInjury Score，AIS)判定试验动物心脏、肺脏、肝脏、胃损伤等级；该损伤定级标准将损伤等级评为1‑6分，即无损伤(0)、轻度(1)、中度(2)、较严重(3)、严重(4)、危重(5)、最危重或致死性损伤(6)；5)利用仿真人体进行防弹衣防护后胸部器官力学响应测试(1)用9mm巴拉贝鲁姆手枪弹分别以360m/s和420m/s的速度射击击穿软质防弹衣仿真人体心前区，即左侧锁骨中线4、5肋间、肝肺移行区，即右侧腋中线8、9肋间，手枪弹类型、速度、射击部位均与动物试验一致，每个部位用相同速度射击3次，每次射击时均启用数据采集仪记录仿真人体传感器响应信号；(2)用5.8mm步枪弹分别以590m/s、910m/s的速度射击击穿硬质防弹衣仿真人体心前区，即左侧锁骨中线4、5肋间，肝肺移行区，即右侧腋中线8、9肋间，步枪弹类型、速度、射击部位均与动物试验一致，每个部位用相同速度射击3次，每次射击时均启用数据采集仪记录仿真人体传感器响应信号；6)建立仿真人体力学响应与生物损伤评分的对应关系(1)仿真人体防弹衣防护后力学响应包括心脏、肺脏、肝脏、胃的压力峰值；(2)生物损伤评分为试验动物心脏、肺脏、肝脏、胃的AIS评分值；(3)确定相同防弹衣、相同弹丸、相同速度、相同射击部位条件下，与生物心脏、肺脏、肝脏、胃损伤评分值相对应的仿真人体心脏、肺脏、肝脏、胃压力峰值的分布区间；7)基于仿真人体力学响应进行防弹衣防护效能评价(1)用待评价的某防弹衣包裹仿真人体躯干，确保仿真人体躯干射击部位处于有效防护状态；(2)按步骤5进行心脏、肺脏、肝脏、胃的压力测试；(3)按步骤6建立的仿真人体力学响应与生物损伤评分的对应关系，根据所测得的仿真人体心脏、肺脏、肝脏、胃的压力峰值，预判生物体在某防弹衣防护后的损伤等级；(4)计算防弹衣防护后器官损伤评分值之和，作为防护后生物损伤程度判定的根据；(5)以防护后生物损伤程度为依据，可对不同品牌软质防弹衣或硬质防弹衣防护效能进行比较。