高 欢 陈晓钢 BILAL ZAHID 季 涛

1. 南通大学，江苏 南通 226000； 2. 曼彻斯特大学， 曼彻斯特 M13 9PL，英国； 3. NED工程技术大学， 卡拉奇 75270，巴基斯坦

头盔主要用于人们在军事、警务、消防、运动和休闲等活动中对头部进行保护，以减轻各种形式的外部冲击，避免佩戴者受到伤害。据英军统计，战场上佩戴头盔可降低19%的死亡率[1]。伊拉克战争时期，美军因头颈部受伤害而导致的伤亡约占70%[2]。我国每年道路交通事故死亡人员中，头部损伤约占66%，骑摩托车和自行车者头部损伤占比更高[3]，而骑行时佩戴头盔可降低85%的头部受伤风险[4]。

现代头盔大多由高性能纤维增强复合材料制成。与传统的金属材料和热塑性材料相比，复合材料头盔壳体不仅有效地减轻了质量，还显著地提高了防护性能。常规的复合材料头盔壳体多选用二维织物，即先将织物切成大小不一的条状，再采用手糊法平铺于阴模之上，固化后形成头盔壳体[5-6]。Min等[7]比较了连续与不连续纤维增强复合材料的抗冲击性能。结果表明，连续纤维增强复合材料对冲击能量的吸收值较不连续纤维增强复合材料提高了19.3%，原因与后者的纤维不连续，导致材料应力集中，降低了材料对冲击能量的吸收有关。Cox等[8]研究表明，采用整片三维织物增强的复合材料比二维层压材料具有更好的抗分层性。王彦杰等[9]研究了芳纶针织物制作头盔壳体的手糊成型方法。谢婉晨[10]研究了采用阴模模具在真空辅助条件下制备头盔壳体的方法。

本文将利用三维角联锁织物良好的可模塑性[11]，采用真空辅助悬垂技术(VADT)和真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺相结合的方法，使用阳模模具，制备由整片织物增强的头盔壳体，并研究其抗冲击性能。……