GA T 950-2019 防弹材料及产品V50试验方法.pdf

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1、ICS 19.020 A 94 GA 中华人民共和国 公共安全 行业标准 GA/T XXXX XXXX 代替 GA 950 2011 防弹材料 及 产品 V50 试验方法 V50 test methods for ballistic materials and products （ 报批 稿 ） XXXX - XX - XX 发布 XXXX - XX - XX 实施 中华人民共和国公安部 发 布 GA/T 950- I 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。 本标准代替 GA 950-2011 防弹材料及产品 V50 试验方法 ， 与 GA 950-2011 相比 主

2、要 修改 如下： 修改 了规范性引用文件 （见 第 2 章 ， 2011 年 版 的 第 2 章 ） ； 修改了术语和定义（见 3.4、 3.6、 3.11、 3.12、 3.13， 2011 年 版 的 3.4、 3.6、 3.11、 3.12、 3.13） ； 修改 了 弹道试验系统 （见 4.1， 2011 年 版 的 4.1）； 修改了 试验弹体 （见 4.2， 2011 年 版 的 4.2）； 修改了 测速靶 （见 4.5， 2011 年 版 的 4.5）； 修改了 靶架 （见 4.7， 2011 年 版 的 4.7）； 修改了 验证板 （见 4.10.1， 2011 年 版 的 4

3、.10.1）； 修改了 试验环境条件 （见 4.13， 2011 年 版 的 4.13）； 修改 了 破片制式 （见 附录 A 的 A.1.2， 2011 年 版 的 附录 A 中 A.1.2）； 修改了 系统相对误差和系统差值误差 （见 附录 B 的 B.3.1、 B.3.2， 2011 年 版 附录 B 中 B.3.1、 B.3.2）； 修改了 四发评定法的适用性 （见 附录 C 的 C.1， 2011 年 版 的 附录 C 中 C.1）； 修改了 测点弹速与着靶速度的换算 （见 附录 D 的 D.1， 2011 年 版 的 附录 D 中 D.1） 。 本标准由 全国警用装备标准化技术委员

4、会 （ TC561） 提出 并 归口。 本标准起草单位： 中国兵器工业集团第五三研究所 、 公安部特种警用装备质量监督检验中心 、 兵器工业非金属材料理化检测中心 。 本标准主要起草人： 彭刚、 李扬、 冯家臣 。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为： GA 950-2011。 GA/T 950- 1 防弹 材料及产品 V50 试验方法 1 范围 本标准规定了 对 防弹材料及产品 的弹道极限 V50 进行评价的 技术要求、试验方法、 V50 值 计 算与修正、试验报告 的编写 等。 本标准适用于各种 防 弹材料及产品弹道极限 V50 的测 试与评 定。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件

5、的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于 本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 699-1999 优质碳素结构钢 GB/T 1446-2005 纤维增强塑料性能试验方法总则 GB/T 3880.1-2012 一般工业用铝及铝合金板、带材 第 1 部分：一般要求 GJB 3196.30A-2005 枪弹试验方法 第 30 部分 速度测试 光幕靶法 GA 141-2010 警用防弹衣 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 弹道极限 V50 ballistic limit V50 某一种枪弹类型对 试样形成穿透概

6、率为 50%的 着靶 速 度，用 V50 表示。 3.2 试样 sample 用 于 V50 测试 的 防弹材料 或防弹 产品 。 3.3 模拟 破 片 fragment simulating projectile 采用特定材料 、 形状和尺寸 制作的 用于弹道射击试验的弹体 。 3.4 弹托 sabot 用于 稳定推动 模拟破片 高速发射的轻质托架 。 3.5 验证板 witness plate 用来监测试样被弹体侵彻 后 损伤状态的铝合金 薄 板 。 3.6 穿透 perforation 试样受弹体冲击出现以下任一现象 ： a) 形成通透性穿孔； b) 试样背后出现弹 体 或弹体 碎片；

7、c) 验证板上有穿孔。 3.7 阻断 stop GA/T 950- 2 试样受弹体冲击时，任何不构成穿透的现象。 3.8 入射角 angle of incidence 弹 体 飞行方向与弹着点切面法线之间的夹角 ，见图 1。 图 1 入射角示意图 3.9 弹着点 impact point 弹 体冲 击试样后穿孔或凹陷的 中心点。 3.10 有效命中 fair hit 射击试验时， 弹体入射角 小于等于 5o、弹着点间距离大于 等于 51mm、弹着点距边缘距离大于 等于 75mm 的弹 体 冲击。 3.11 混合结果区 range of mixed results 在弹道极限 V50 试验产生的

8、全部有效命中的弹速中， 存在阻断弹速高于穿透弹速的区域 。 3.12 混合速度差 velocity difference in range of mixed results 在 混合结果区中 ，试样穿透的最低弹速与阻断的最高弹速差值的绝对值。 3.13 评价速度差 evaluating velocity difference 在弹道极限 V50 试验产生的全部有效命中的弹速中，用于评定弹道极限 V50 的最高弹速与最 低弹速之差。 3.14 背衬材料 backing material 用于模拟人体躯干的材料。 4 技术 要求 4.1 弹道 试验 系统 弹道 试验 系统 一般由试验枪械、测速靶

9、（包括起始靶和终止靶） 、计时仪、背衬材料、靶架和 弹托拦截器等主要部分组成，弹道试验 系统 的示意图见图 2。 GA/T 950- 3 图 2 弹道试验 系统 示意图 4.2 试验 弹体 4.2.1 根据试 样的防护性能要求 ,测试选择用制式弹头或模拟破片作为发射弹体。 4.2.2 采用制式弹头为发射弹体，应选择符合标准要求且外观无破损的制式弹头。 4.2.3 采用模拟破片为发射弹体 ,应明确模拟破片的材料、形状、质量 、 表面 硬度 等参数，并应与 相匹配的弹托配合使用。 典型 常用柱状楔形模拟破片 的 重量为 （ 1.1 0.02） g， 表面硬度 HRC（ 30 1）， 使用满足 GB

10、/T 699-1999 的 45 号钢 制作 ， 见图 3 所示 。 其他 常 用 模拟破片及其要求参见附 录 A。 单位为毫米 图 3 1.1g 柱状楔形 模拟破片 GA/T 950- 4 4.3 试验枪械 试验枪械应选择 能 保证弹体飞行 稳定的标准弹道枪。根据试验弹 体 和发射速度的要求，确定 弹道枪管的口径和型号。 4.4 发射药筒的选择 应根据发射弹体的质量和发射速度范围选择合适的发射药筒，药筒的选择应满足药筒装药容 积率最大化的要求。 4.5 测速靶 4.5.1 测速靶 由起始靶和终止靶组成，起始靶和终止靶应平行，且与射击弹道保持垂直。 起始 靶 与枪口距离 A 应 大于 或 等于

11、 2m，两靶 间 距离 B 应大于 或 等于 1m，靶 距的测量误差应小于 或 等于 0.1%。 4.5.2 测速靶应每年进行比对校验。比对校验采用两套测速靶测量同点弹速的方法进行，比对校 验应按附录 B 的规定执行。 4.6 计时仪 测试精度和准确度应符合 GJB 3196.30A-2005 的规定， 并定期检定 。 4.7 靶架 靶架是用来放置和固定试样、背衬材料、验证板等的结构框架。靶架应具有一定结构强度和 刚性，不易变形 ， 能沿 上 、 下 、 左 、 右 四个方向调节 行程 ，且能 通过调整倾角选择 入射角。 4.8 背衬材料 背衬材料应使用内外均匀一致的油质塑性胶泥制作，尺寸大于

12、 或 等于 600mm 600mm 100mm （宽高厚）。背衬材料采用 箱体固定，箱体无盖无底。试验前应对背衬材料按 GA 141-2010 的规定 进行校准。 4.9 射击距离 射击距离定为 5m，测速点距枪口距离为 3m。也可根据委托方的特殊要求确定射击距离和测速 点位置， 但应 在试验报告和记录中 注明。 4.10 验证板 4.10.1 验证板应使用 符合 GB/T 3880.1-2012 规定的 0.5mm 厚 2024-T4 铝合金薄板。 4.10.2 对于板状试样，验证板尺寸应为 300mm 300mm，验证板与试样弹着点背面对称点距离为 150mm 10mm。 4.10.3 对

13、于防弹头盔试样，验证 板尺寸应为 90mm 110mm，验证板与试样弹着点背面对称点距离 为 51mm 10mm。 4.10.4 采用背衬材料支撑试样时不需使用验证板。 4.11 试样尺寸 防弹材料试样的有效尺寸应大于 或 等于 400mm 400mm。 4.12 试样的状态调节 试样在试验前应按 GB/T 1446-2005 规定进行状态调节。试样规定的特殊状态处理则按产品标 准的相关规定执行。委托方要求的特定试样状态调节，应在试验报告 和记录 中注明。状态调节完 成后的试样应在 30min 内完成试验。 4.13 试验环境条件 试验应在 室内、 温度 0 35、 相对 湿度 15 70 条

14、件下进行。 5 试验方法 5.1 试验步骤 5.1.1 设备 准备 试验前 应 将 所有电子设备预热至稳 定 状态 。发射三发以上弹体对试验枪械进行适应性预热， GA/T 950- 5 并采用激光瞄准器确定弹体实际着靶点的位置。 5.1.2 试样布置 需要背衬材料联合布靶的试样， 应 用 50mm 宽缚带将试样与背衬材料贴合紧固在一起，并留出 射击区域；不需要背衬材料的试验，则用缚带或夹具把试样固定在靶架上。 5.1.3 射击试验 5.1.3.1 按照试样 V50 预估值，确定首发射击速度。可参照发射药量和弹体速度的对应关系，确 定发 射药量，并完成弹体和药筒的组装，组装过程中严禁挤压碰撞药筒

15、底火。 5.1.3.2 射击试验中，如果第一发射击穿透（或阻断），第二发的装药量应在第一发的基础上减 少 （或增加）约 30m/s 速度的药量，以得到一发阻断（或穿透）。如果前两发结果同为穿透（或阻断）， 第三发继续降低约 30m/s（或增加约 30m/s）；如果前两发的结果相反，第三发速度取第一发和第 二发 速度 的平均值 。 5.1.3.3 射击试验中，应根据前一发（或多发）的射击速度及结果调整装药量，若阻断则增加装 药提高射击速度，若穿透则减少装药降低射击速度，直至在一 定速度范围内得到满足弹道极限 V50 评定要求的、相同数量的阻断和穿透试验结果。 5.1.3.4 在每一发射击之前 ，

16、 要 确保背衬材料 与 试样 的接触面平整， 保持与上发射击时相似的状 态。 5.2 弹道极限 V50 的评定方法 5.2.1 六发评定 在有效命中射击中，若试样的混合速度差小 于 或 等于 38m/s， 则以 小于 或 等于 38m/s 的评价 速度差，取不少于三发最高阻断速度和三发最低穿透速度结果相反、数量对等的至少六发测点弹 速，求算术平均值，记为试样测点 值，由 值修正计算得到试样 V50 值。 5.2.2 十发评定 在有效命中射击中，若试样的混合速度差大于 38m/s 且 小 于 或 等于 45m/s，或出现不满足六 发评定条件的情况， 则以 小于 或 等于 45m/s 的评价速度差

17、，取不少于五发最 高阻断速度和五发最 低穿透速度结果相反、数量对等的 至少 十发测点 弹速 ， 求算术平均值，记为试样测点 值 ，由 值 修正计算得到试样 V50 值 。 5.2.3 多发评定 在有效命中射击 中 ，若试样 的 混合速度差 大于 45m/s， 则以 小于等于 该混合速度差的评价速 度差， 取不少于六发 最高阻断速度和六发最低穿透速度 结果相反、数量对等的 至少 十二发 测点 弹 速求算术平均值，记为试样测点 值 ，由 值 修正计算得到试样 V50 值 。 5.2.4 特殊评定 特殊情况下试样测点 值 的 计算可参考附录 C。 6 V50 值的计算与修正 6.1 测点 值的计算

18、试样测点 值 应 按下式计算： 式中： 测点弹速的算术平均值， 单位为 米每秒 （ m/s）； 第 i 发有效命中测点弹速，单位为 米每秒 （ m/s）； 选取的有效命中的发数。 GA/T 950- 6 6.2 试样 V50 值的 计算 V50 值应由测点 值按照下列公式计算： 式中： 弹体飞行衰减系数 ，单位为 每 米（ 1/m） ； 测点到着靶点飞行距离， 单位为米（ m） 。 弹体飞行衰减系数的计算按照附录 D 的规定执行。 6.3 精度要求 测点 计算值保留一位小数，试样 V50 值保留整数。 7 试验 报告 试验报告应至少包括以下内容： a) 试样名称、批次 /代号 /型号 及描述；

19、 b) 执行 标准或委托方要求； c) 试验用弹体的名称、规格； d) 试验时间与环境条件； e) 试样状态调节描述； f) 全部有效测点弹速数据及射击结果； g) 试样 V50 值 及 标准偏差。 GA/T 950- 7 附录 A （资料性附录） 模拟破片及要求 A.1 柱状楔形模拟破片 A.1.1 柱状楔形模拟破 片的外形见示意图 A.1，材质为 45 号钢， 表面 硬度为 HRC（ 30 1） 。 图 A.1 柱状楔形模拟破片 外形 示意图 A.1.2 柱状楔形模拟破片的 型号、重量及 尺寸 按表 A.1 的规定。 表 A.1 柱状楔形模拟破片相关参量 型号 重量 W g 尺寸 A mm

20、 尺寸 B mm 尺寸 C mm FSP-C1 0.16 0.01 2.640.02 3.18 FSP-C2 0.33 0.01 3.600.02 4.31 FSP-C3 0.49 0.02 4.060.02 4.57 FSP-C4 2.850.03 8.64 FSP-C5 13.410.13 12.570.03 14.73 FSP-C6 53.78 0.26 22.86 注： 通过调整尺寸 C 达到模拟弹的重量要求。 GA/T 950- 8 A.2 球形模拟破片 球形模拟破片的 型号、重量、直径、硬度和材料按表 A.2 的规定。 表 A.2 球形模拟破片相关参量 型 号 重量 W g 直径

21、0.02 mm 硬度 HRC 材 料 FSP-B1 1.03 0.01 6.35 63 3 GCr15 或 GCr15SiMn FSP-B2 4.50 0.02 10.30 GA/T 950- 9 附录 B （规范性附录 ） 测速系统射击比对校验要求 B.1 校验基本要求 测速系统的射击比对校验应定期进行。对测速系统有怀疑时需及时进行 校验。 B.2 校验方法 测速系统的 比对 校验采用两套测速靶测同一点弹速的方式 。 每次校验实弹射击一组共十发。 B.3 校验数据处理及合格判断 B.3.1 数据处理 B.3.1.1 系统误差的计算 按照下列公式进行计算 : 21 1 100% = 式中： 系

22、统误差 ； 对比系统一组弹速的平均值，单位为米 每秒（ m/s）； 被检系统一组弹速的平均值，单位为米每秒（ m/s）。 B.3.1.2 系统 差值误差的 计算 按照下列公式进行计算 : 式中： 速度差值的标准偏差 ，单位为米 每 秒（ m/s） ； 两套测速系统测得的单发速度差，单位为 米每秒 （ m/s）； 一组内单发速度差 的平均值，单位为 米每秒 （ m/s）； 一组试验发数； 系统 差值误差 。 B.3.2 校验合格判定 B.3.2.1 校验实弹射击 速度小于 600m/s 时，如果组平均差（ ）绝对值小于 1.8m/s，且速 度差值的标准偏差 小于 1.5m/s，则判定测速系统校验

23、合格，否则判定不合格。 B.3.2.2 校验实弹射击 速度大于或等于 600m/s 时，如果系统误差 小于等于 0.3%，且系统 差值误 差 小于等于 0.25%，则判定测速系统校验合格，否则判定不合格。 B.4 校验结果 处理 比对校验结果应作记录或形成报告。记录（报告）应包括全部射击数据、数据处理结果和校 GA/T 950- 10 验判定结果。 附录 C （资料性附录） 特殊情况下 V50 的评定与选择 C.1 四发评定法的适用性 C.1.1 适用于 均质材料、或确知对侵彻弹体不存在混合结果区的材料或产品测点 值的计 算。 C.1.2 适用于 材料稀有、或试验面积达不到弹道极限 V50试验

24、要求的防弹材料或产品试样测点 值 的估算 。 此时测点 值的估算可能会存在较大偏差，需要在试验记录和报告中 特别注明 。 C.1.3 不适用于 织物、单向布等片层叠合类防弹材料和产品，或热塑基纤维层压 薄板类 防弹材料 和产品试样测点 值的计算。 C.2 四发评定 法 对于均质材料，或已知混合结果区 小于 20m/s 的试样， 则以 20m/s 的评价 速度 差 ，取两发最 高阻断和两发最低穿透 共四发 测点速度的算术平均值，记为试样测点 值，由 值修正计算得到试 样 V50 值。 GA/T 950- 11 附录 D （规范性附录） 测 点速度与着靶速度的换 算方法 D.1 测点速度与着靶速度

25、的换算 测点速度 与 着靶速度 的 换算按 式 （ D.1）进行： 0 xe = (D. 1) 式中： 着靶速度，单位为米每秒（ m/s）； 0 靶前测点速度，单位为米每秒（ m/s）； 弹体飞行衰减系数，单位为 每米 （ 1/m）； x 测速点到着靶点距离，单位为米（ m）。 D.2 弹体飞行 衰减系 数 实 验 测定法 D.2.1 对于参数未知的弹体，通过实验室内射击，根据在飞行弹道一定距离上两点弹速的实际衰 减，由 式 （ D.1） 计算得到该弹体的实测衰减系数 ， 该系数 即 可 作为 本实验室 后续试验中着靶 速度的换算参量。 D.2.2 在弹体飞行弹道的不同位置布置两套，或多套测速

26、靶， 同时 测出不同位置的弹速，根据 式 (D.1)推 算 得到 衰减系数 。 D.2.3 为了获得准确的实测衰减系数， 应 采用多 发弹 射击与多间距、多次测定的方法，以获得多 个衰减系数测量单值 ，并根据统计方法剔出异常值，取其中不少于五个有效 单值的算术平均 值作为对应弹体的实测衰减系数 。 D.2.4 根据 实测衰减系数 ，该弹体的着靶速度按 式 （ D.1） 推算获得。 D.3 弹体飞行 衰减系数 公式 换算法 D.3.1 对于参量已知的弹体，也可运用下列公式计算得出弹体 飞行衰减系数 。 D.3.2 弹体飞行衰减系数 可由 式（ D.2）求得： 2x fcsm= (D.2) 式中：

27、 弹体飞行阻力系数 ； 当地空 气密度， 单位为千克每立方（ kg/m3） ； 弹体质量， 单位为千克（ kg） ； 弹体迎风面积， 单位为平方米（ m2） 。 D.3.3 当地空 气密度 按 式 （ D.3）计算： (D.3) 式中： 海平面处空气密度， 1.226 kg/m3 ； 海拔高度修正系数。 D.3.4 弹体迎风面积 按 式 （ D.4）计算： GA/T 950- 12 (D.4) 式中： 弹体形状系数 ， 单位为平方米每三分之二次方千克 （ m2 kg3/2） ； 弹体质量 ，单位为千克（ kg） 。 部 分弹体形状系数 按 表 D.1 的规定。 表 D.1 钢质 模拟 破片形状系数 的取值参考 破片形状 球 形 立方体 柱 形 1） 棱 形 3.0710 -3 3.0910 -3 3.3510 -3 （ 3.2 3.6） 10 -3 1） 此形状系数不适用于柱状楔形模拟破片。 D.3.5 海拔高度修正系数 按 式 (D.5)计算得到： (D.5) 式中： 当地海 拔高度， 单位为千米（ km）； 常数， 44.308 km。