摘 要：

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)彈擊防護(hù)裝置鈍擊場(chǎng)非接觸可視化傳感，建立了自響應(yīng)仿生靶標(biāo)。以力致發(fā)光材料硫化鋅銅（ZnS∶Cu）作為力敏感材料與硅橡膠復(fù)合制得自響應(yīng)仿生皮膚，再與以熱塑性彈性體聚合物（以下簡(jiǎn)稱科騰聚合物）制備的仿生脂肪（以下簡(jiǎn)稱科騰基仿生脂肪）共同構(gòu)成自響應(yīng)仿生靶標(biāo)，對(duì)自響應(yīng)仿生皮膚、科騰基仿生脂肪進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)試驗(yàn)，并與生物皮膚、生物脂肪的力學(xué)性能進(jìn)行對(duì)比，最后進(jìn)行自響應(yīng)仿生靶標(biāo)沖擊特性研究。結(jié)果表明：在0.10 s-1應(yīng)變率下，設(shè)計(jì)合成的自響應(yīng)仿生皮膚（ZnS∶Cu-5、ZnS∶Cu-10）的彈性模量與人體前臂皮膚彈性模量在低應(yīng)變范圍內(nèi)分別相差5.33%、1.33%，科騰基仿生脂肪的彈性模量與生物脂肪（綿羊臀部脂肪）的彈性模量相近，偏差為5.53%，說(shuō)明了“力致發(fā)光材料-硅橡膠-科騰聚合物”作為自響應(yīng)仿生靶標(biāo)的合理性；該靶標(biāo)在沖擊載荷下表現(xiàn)出明顯的力光響應(yīng)，力光強(qiáng)度與沖擊波峰值線性相關(guān)；沖擊氣壓為0.3 MPa時(shí)，自響應(yīng)仿生靶標(biāo)能夠較準(zhǔn)確測(cè)得鈍擊場(chǎng)沖擊波初到峰壓，相對(duì)誤差為13.7%。自響應(yīng)仿生靶標(biāo)在實(shí)時(shí)可視化軟組織受沖擊波場(chǎng)中具有較大的潛力，可為彈道終點(diǎn)測(cè)試方法提供新思路。

關(guān)鍵詞：

彈性力學(xué)；自響應(yīng)；靶標(biāo)；相似性；力致發(fā)光

中圖分類號(hào)：

O343

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI： 10.7535/hbgykj.2025yx02011

Mechanical and blunt impact response characteristics of

self-responsive bionic target

WANG Tongtong1，2，XIONG Manman2，3，CHEN Xiaoyong1，GAO Qingdan1，2，MA Xuejiao2，F(xiàn)ENG Fei4

（1.School of Chemistry and Chemical Engineering， North University of China， Taiyuan， Shanxi 030051， China; 2.National Key Laboratory of Transient Impact， Beijing 102202， China; 3.School of Mechanical Engineering， Nanjing University of Science and Technology， Nanjing， Jiangsu 210094， China; 4.Shanxi North Jindong Chemical Industry Company Limited， Yangquan， Shanxi 045000， China）

Abstract：

In order to achieve non-contact visual sensing of the blunt impact field for ballistic protection devices， a self-responsive bionic target was established. Mechanoluminescence material （ZnS∶Cu）， was used as the force-sensitive material and compounded with silicone rubber to prepare a responsive bionic skin. This skin was then combined with the bionic adipose prepared from Kraton polymer （hereinafter referred to as Kraton-based bionic adipose） to form the self-responsive bionic target. Quasi-static mechanical tests were carried out on the self-responsive bionic skin and Kraton-based bionic adipose， and their mechanical properties were compared with those of biological skin and biological adipose. Finally， the impact characteristics of the self-responsive bionic target were studied. The results indicate that the elastic modulus of the designed and synthesized bionic skin （ZnS∶Cu-5，ZnS∶Cu-10） at a strain rate of 0.10 s-1 differs from that of the skin of the human forearm by 5.33% and 1.33% respectively within the low strain region. The elastic modulus of the Kraton-based bionic adipose is close to that of the adipose tissue of the sheep′s hip region， with a deviation of 5.53%. This demonstrates the rationality of using the \"mechanoluminescence material-silicone rubber-Kraton-based polymer\" as the bionic target. The target exhibits a significant mechanoluminescence response under impact loading， with the luminescent intensity linearly correlated with the peak value of the shock wave. When the impact air pressure is 0.3 MPa， the relative error of the initial peak pressure of the obtained blunt impact field shock wave is 13.7%， indicating high accuracy. This shows that the self-responsive bionic target has great potential in real-time visual testing of shock wave fields experienced by soft tissues. The research provides a new idea for ballistic terminal testing methods.

Keywords：

elasticity mechanics; self-response; target; similarity; mechanoluminescence

仿人體靶標(biāo)是武器致傷能力評(píng)估和毀傷彈道學(xué)、終點(diǎn)效應(yīng)研究的重要工具，既不存在生物靶標(biāo)的倫理、生物安全問(wèn)題，也避免了純物理靶標(biāo)的失真問(wèn)題，在武器研制、防護(hù)裝備設(shè)計(jì)和致傷機(jī)理研究等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，如美國(guó)聯(lián)邦調(diào)查局（federal bureau of investigation，F(xiàn)BI）使用仿生靶標(biāo)研究鈍擊傷，北大西洋公約組織（north atlantic treaty organization，NATO）使用仿生靶標(biāo)考察非致命武器損傷效能。然而，仿人體靶標(biāo)在反映毀（損）傷效應(yīng)方面仍存在諸多不足，如需要與感測(cè)裝置配合使用，以及安裝不便、感測(cè)點(diǎn)離散、空間分辨率低等。因此，免安裝的終點(diǎn)效應(yīng)獲取技術(shù)或新型自響應(yīng)仿生靶標(biāo)受到廣泛關(guān)注。免安裝終點(diǎn)效應(yīng)獲取技術(shù)中的數(shù)字圖像相關(guān)法（digital image correlation，DIC）［1-2］需要額外制作散斑和多臺(tái)高速攝像機(jī)集成拍攝，并且閃射X射線照相［3］技術(shù)設(shè)備成本較高，“應(yīng)變成像膜”［4］技術(shù)需要精細(xì)光刻制備像點(diǎn)，具有一定的局限性。因此，靶標(biāo)測(cè)試一體化的自響應(yīng)仿生靶標(biāo)在彈道終點(diǎn)、毀傷效應(yīng)研究領(lǐng)域具有較高的研究?jī)r(jià)值。

力致發(fā)光材料是將力信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的新型功能材料，可以應(yīng)用在應(yīng)力傳感、機(jī)械沖擊、結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)等方面［5-8］。張國(guó)棟等［9］報(bào)道了力致發(fā)光材料硫化鋅銅（ZnS∶Cu）在沖擊載荷感知和爆炸效應(yīng)評(píng)估上的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)力致發(fā)光材料能大量程、高靈敏地評(píng)測(cè)大尺度彈藥爆轟壓力分布（可達(dá)10 GPa）、爆轟波到時(shí)及沖擊波波前形狀等參數(shù)；FONTENOT等［10］則考察了力致發(fā)光材料的彈道沖擊響應(yīng)（可響應(yīng)彈速達(dá)到400 m/s）；而WANG等［11］報(bào)道了力致發(fā)光材料在測(cè)試動(dòng)態(tài)應(yīng)力領(lǐng)域的應(yīng)用。這些前期工作證實(shí)了力致發(fā)光材料在瞬時(shí)、動(dòng)態(tài)鈍擊場(chǎng)測(cè)試的可行性，也展示了其在仿生靶標(biāo)彈道終點(diǎn)測(cè)試的潛力。然而，至今未見(jiàn)力致發(fā)光材料應(yīng)用到生物軟組織靶標(biāo)的相關(guān)報(bào)道，但是YAN等［12］利用力致發(fā)光材料實(shí)現(xiàn)了人工韌帶的自響應(yīng)應(yīng)力感知。

為此，本文提出研究力致發(fā)光材料基自響應(yīng)靶標(biāo)，評(píng)估其力學(xué)特性與沖擊場(chǎng)感測(cè)能力，并通過(guò)力學(xué)特性測(cè)試評(píng)估自響應(yīng)靶標(biāo)的生物模擬合理性。自響應(yīng)靶標(biāo)是自響應(yīng)仿生研究在靶標(biāo)與裝備研發(fā)方面的重要推廣和應(yīng)用，此技術(shù)的實(shí)現(xiàn)有利于推動(dòng)靶標(biāo)與測(cè)試一體化，為新型自測(cè)試靶標(biāo)開(kāi)發(fā)提供新思路，也可為鈍擊損傷測(cè)試技術(shù)提供數(shù)據(jù)支撐。

1 實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器

試驗(yàn)中所用硅膠（硬度為20°）由東莞新邦新材有限公司提供；力致發(fā)光材料ZnS∶Cu購(gòu)自上?？蒲坠怆娂夹g(shù)有限公司；液體石蠟（密度為0.84～0.86 g/cm3），購(gòu)自上海麥克林生化科技股份有限公司；熱塑性彈性體聚合物（以下簡(jiǎn)稱科騰聚合物）購(gòu)自美國(guó)科騰聚合物有限公司。所有材料均為直接使用，未進(jìn)行二次處理。

試驗(yàn)所用到的主要儀器有：傅里葉紅外光譜儀（Nicolet 5700），美國(guó)賽默飛世爾公司提供；萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)（AGS-X，10 kN），日本島津公司提供；電熱鼓風(fēng)干燥箱（DZF-6123），上海一恒科學(xué)儀器有限公司提供；壓電式壓力傳感器（113B28），PCB公司提供；單反數(shù)碼相機(jī)（EOS-2000），日本佳能公司提供。

1.2 樣品制備

本文的自響應(yīng)仿生靶標(biāo)由仿生皮膚和仿生脂肪復(fù)合而成，靶標(biāo)的自響應(yīng)功能由仿生皮膚實(shí)現(xiàn)。

1）自響應(yīng)仿生皮膚的制備

室溫下于塑料杯中將硅膠A、B組分等質(zhì)量混合，加入指定質(zhì)量的力致發(fā)光材料ZnS∶Cu（加入量分別為硅膠總質(zhì)量的0%、5%和10%，以此將制備的自響應(yīng)仿生皮膚樣品依次記為ZnS∶Cu-0、ZnS∶Cu-5、ZnS∶Cu-10），使用攪拌棒攪拌10 min使其均勻混合，然后將混合物放置于真空室中靜置10～15 min，以便清除混合物中產(chǎn)生的氣泡；將真空脫泡后的混合物緩慢倒入模具；為避免含ZnS∶Cu的混合物在常溫發(fā)生固化沉淀現(xiàn)象，將裝滿混合物的模具小心平穩(wěn)地放入電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)，于60 ℃下固化（固化時(shí)間為15～20 min），即得自響應(yīng)仿生皮膚試件，制備流程如圖1所示。

制備的自響應(yīng)仿生皮膚形狀為圓形，直徑為50 mm，厚度為2 mm。同時(shí)，制備了自響應(yīng)仿生皮膚的簡(jiǎn)單拉伸試件，用于測(cè)定其力學(xué)性能，考察自響應(yīng)仿生皮膚與人體的相似性。自響應(yīng)仿生皮膚試件、形狀均按照GB/T 1040.1—2018《塑料 拉伸性能的測(cè)定 第1部分：總則》［13］確定。

2）仿生脂肪的制備

使用科騰聚合物作為主體材料制備仿生脂肪。首先，按質(zhì)量稱取液體石蠟、科騰聚合物，兩者質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為85%∶15%；混合后在135～145 ℃條件下加熱至科騰聚合物融化且完全溶于液體石蠟，混合體系呈透明狀后，緩慢倒入仿生脂肪試件模具中（避免產(chǎn)生氣泡），在室溫下冷卻定型即得仿生脂肪（以下稱科騰基仿生脂肪）。按此方法制備直徑為50 mm、高度為50 mm的仿生脂肪，用于制備自響應(yīng)仿生靶標(biāo)，另外參考GB/T 7759.1—2015《硫化橡膠或熱塑性橡膠 壓縮永久變形的測(cè)定 第1部分：在常溫及高溫條件下》［14］制備直徑為29 mm、高度為12.5 mm的仿生脂肪，用于準(zhǔn)靜態(tài)壓縮試驗(yàn)。

3）自響應(yīng)仿生靶標(biāo)的制備

制備的自響應(yīng)仿生皮膚和科騰基仿生脂肪試件冷卻定型后，立刻將自響應(yīng)仿生皮膚貼附在科騰基仿生脂肪表面（自響應(yīng)仿生皮膚與科騰基仿生脂肪間無(wú)粘接層），自然復(fù)合得到自響應(yīng)仿生靶標(biāo)，制作的靶標(biāo)結(jié)構(gòu)及形狀如圖2所示。

2 試驗(yàn)方法

2.1 紅外表征

對(duì)制備的自響應(yīng)仿生皮膚進(jìn)行紅外表征，波數(shù)范圍為400～4 000 cm-1，用于表征ZnS∶Cu和硅膠材料的特征峰。

2.2 力學(xué)特性試驗(yàn)

采用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)對(duì)自響應(yīng)仿生皮膚試件進(jìn)行定速加載拉伸試驗(yàn)，加載速度分別設(shè)定為360、36、5 mm/min，對(duì)應(yīng)的應(yīng)變率分別為0.10、0.010、0.001 4 s-1。對(duì)科騰基仿生脂肪試件進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)壓縮試驗(yàn)，加載速率為75 mm/min，應(yīng)變率為0.10 s-1。

2.3 沖擊感測(cè)能力試驗(yàn)

霍普金森桿的發(fā)射原理與空氣炮相似［15］，所以本文使用霍普金森桿的氣動(dòng)部分對(duì)制備的自響應(yīng)仿生靶標(biāo)進(jìn)行氣源沖擊試驗(yàn)，來(lái)驗(yàn)證自響應(yīng)仿生皮膚的響應(yīng)能力。采用壓電式壓力傳感器采集作用在靶標(biāo)上的沖擊壓力，用單反數(shù)碼相機(jī)在靶標(biāo)背面記錄受力發(fā)光圖像。試驗(yàn)在黑暗條件下進(jìn)行，確保相機(jī)記錄的受光全部由自響應(yīng)仿生皮膚產(chǎn)生，試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)布置如圖3所示。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 自響應(yīng)仿生皮膚的紅外光譜分析

首先，利用紅外光譜測(cè)試考察了力致發(fā)光材料分散在硅膠中時(shí)，是否發(fā)生化學(xué)變化而導(dǎo)致硅膠變性，紅外光譜圖如圖4所示。

由圖4可看出，加入ZnS∶Cu后，自響應(yīng)仿生皮膚（特別是硅膠）并沒(méi)有發(fā)生可觀察到的變

化，硅膠特征峰在3 683.6 cm-1（對(duì)應(yīng)硅膠中沒(méi)有交

聯(lián)的自由Si－OH或羥基封端基的－OH伸縮振動(dòng)峰）、1 530.8 cm-1、1 717.2 cm-1（對(duì)應(yīng)硅膠中雙鍵封端基團(tuán)）、1 096.6 cm-1（對(duì)應(yīng)硅膠中Si—O—基團(tuán)伸縮振動(dòng)）和899.5 cm-1（對(duì)應(yīng)硅膠中Si—C—基團(tuán)伸縮振動(dòng)）處均相應(yīng)存在，峰形變化也不大。 這說(shuō)明，力致發(fā)光材料可在賦予硅膠自響應(yīng)特性的同時(shí)而不影響其化學(xué)穩(wěn)定性。

3.2 自響應(yīng)仿生皮膚及靶標(biāo)的力學(xué)特性分析

3.2.1 自響應(yīng)仿生皮膚的力學(xué)響應(yīng)

力學(xué)特性是仿生靶標(biāo)生物相似性的重要判據(jù)，相近（或相等）的應(yīng)力特征、變形性質(zhì)和力學(xué)響應(yīng)是仿生材料能否真實(shí)反映人體皮膚力學(xué)行為的前提。圖5展示了不同ZnS∶Cu含量的自響應(yīng)仿生皮膚在不同拉伸速率下的準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)曲線（即拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線）。自響應(yīng)仿生皮膚在小形變區(qū)是線彈性（應(yīng)力-應(yīng)變曲線斜率不變），而在大形變區(qū)則偏離線彈性規(guī)律（應(yīng)力-應(yīng)變曲線斜率偏向縱坐標(biāo)，超彈性），這與人體皮膚相同。生物皮膚本質(zhì)上是高分子，這種大形變是非線性力學(xué)行為，是高分子超彈性的表現(xiàn)。表1顯示了自響應(yīng)仿生皮膚的力學(xué)參數(shù)，可看出，小形變區(qū)的模量較低，為0.69～0.76 MPa；而大形變區(qū)的模量遠(yuǎn)大于小形變區(qū)模量，是小形變區(qū)的2倍多，約為1.7 MPa，此性質(zhì)同樣與人體

皮膚一致。對(duì)比本研究的自響應(yīng)仿生皮膚與人體

皮膚的力學(xué)性能發(fā)現(xiàn)，所制備的自響應(yīng)仿生皮膚的拉伸模量與人體皮膚的非常接近（見(jiàn)表2），3種自響應(yīng)仿生皮膚（ZnS∶Cu-0、ZnS∶Cu-5、ZnS∶Cu-10）在0.10 s-1應(yīng)變率下低應(yīng)變范圍內(nèi)的彈性模量分別與人體前臂皮膚［14］相差8.00%、5.33%、1.33%，表明選用的硅膠材料力學(xué)上具有生物相似性。另外，對(duì)比無(wú)ZnS∶Cu的仿生皮膚，自響應(yīng)仿生皮膚的彈性模量隨著力致發(fā)光材料ZnS∶Cu含量的增加也呈上升趨勢(shì)（見(jiàn)圖6），表明力致發(fā)光材料的加入會(huì)增大高分子材料的彈性模量。

3.2.2 仿生脂肪的壓縮力學(xué)響應(yīng)

為驗(yàn)證仿生脂肪的相似性，在0.10 s-1應(yīng)變率下對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)壓縮試驗(yàn)，力學(xué)響應(yīng)結(jié)果（壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線）如圖7所示。另外，將綿羊臀部脂肪、人體足根部脂肪、乳腺脂肪的力學(xué)參數(shù)進(jìn)行了比較，如表3所示。由圖7和表3可知，應(yīng)變范圍為0～0.7時(shí)，仿生脂肪的彈性模量為30.5 kPa，與文獻(xiàn)［19］中綿羊臀部脂肪的（28.9±14.9）kPa相差5.53%，表明兩者的彈性模量基本一致，科騰聚合物可以作為仿生脂肪材料。

3.3 自響應(yīng)仿生靶標(biāo)的自響應(yīng)特性試驗(yàn)

3.3.1 氣源沖擊測(cè)試

在沖擊氣壓分別為0.2、0.3、0.4、0.5 MPa條件下，使用霍普金森桿氣源沖擊裝置測(cè)試了自響應(yīng)仿生靶標(biāo)的自響應(yīng)特性。當(dāng)氣壓作用在自響應(yīng)仿生靶標(biāo)上時(shí)，靶標(biāo)將力信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，發(fā)出綠色熒光。當(dāng)氣壓依次增大時(shí)，光信號(hào)隨之增強(qiáng)。利用照相記錄裝置記錄了自響應(yīng)仿生靶標(biāo)在不同氣壓下的受力發(fā)光圖像（熒光圖像），如圖8所示。將受力發(fā)光圖像以發(fā)光區(qū)域?yàn)橹行?，截?00 px×200 px像素面積的圖像，然后采用MATLAB軟件將這些熒光圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖?；叶戎档淖兓ㄟ^(guò)從藍(lán)色漸變至黃色直觀展示，其中顏色加深表示熒光強(qiáng)度增強(qiáng)。由圖8可知，所制備靶標(biāo)具備自響應(yīng)特性，可用于靶標(biāo)受力時(shí)鈍擊場(chǎng)的無(wú)損測(cè)試。

3.3.2 力光特性標(biāo)定與鈍擊場(chǎng)感測(cè)能力驗(yàn)證

沖擊試驗(yàn)中，利用標(biāo)準(zhǔn)壓力傳感器記錄沖擊氣

壓分別為0.2、0.3、0.4、0.5 MPa時(shí)，作用在自響應(yīng)

仿生靶標(biāo)上的鈍擊場(chǎng)沖擊波信號(hào)（如圖9 a）—d）所示）。鈍擊場(chǎng)沖擊波初到峰值壓力（以下簡(jiǎn)稱峰壓）是最敏感和最易捕捉的特征信號(hào)，故以鈍擊場(chǎng)沖擊波初到峰壓作為標(biāo)定值，概念性地標(biāo)定并驗(yàn)證自響應(yīng)仿生靶標(biāo)鈍擊場(chǎng)感測(cè)能力。本研究提取了鈍擊場(chǎng)沖擊波的峰壓及圖像受力產(chǎn)生的熒光強(qiáng)度（灰度）值構(gòu)建了初到峰壓-熒光強(qiáng)度對(duì)應(yīng)關(guān)系，如圖9 e）所示，圖中皮爾遜相關(guān)系數(shù)為0.956，R2為0.915。式（1）對(duì)熒光強(qiáng)度與鈍擊場(chǎng)沖擊波初到峰壓進(jìn)行了對(duì)應(yīng)（標(biāo)定）。

P=－2.358+1.855I，

（1）

式中：P為鈍擊場(chǎng)沖擊波初到峰壓；I為熒光強(qiáng)度。

由圖9 e）可知，鈍擊場(chǎng)沖擊波初到峰壓-熒光強(qiáng)度一定程度上為準(zhǔn)線性關(guān)系，表明其一定程度上可用于力載測(cè)試，自響應(yīng)仿生靶標(biāo)可作為新型非標(biāo)準(zhǔn)力載傳感手段。

初步標(biāo)定后，制備了一個(gè)新的自響應(yīng)仿生靶標(biāo)樣品，然后利用同樣的試驗(yàn)裝置測(cè)試了沖擊氣壓為0.3 MPa時(shí)的自響應(yīng)仿生靶標(biāo)熒光強(qiáng)度（同時(shí)也搭載了標(biāo)準(zhǔn)壓力傳感器測(cè)量鈍擊場(chǎng)沖擊波）。測(cè)得的熒光強(qiáng)度（灰度）值和鈍擊場(chǎng)沖擊波壓力分別為30、59.4 kPa（見(jiàn)圖10）。利用圖9 e）中的線性關(guān)系，當(dāng)熒光強(qiáng)度（灰度）值為30時(shí)，對(duì)應(yīng)的沖擊波初到峰壓應(yīng)為51.28 kPa，相對(duì)誤差為13.7%，準(zhǔn)確性相對(duì)較高。因此，自響應(yīng)仿生靶標(biāo)在實(shí)時(shí)可視化表征軟組織受鈍擊場(chǎng)沖擊波影響的研究中具有較大的潛力。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)合成了一種自響應(yīng)仿生靶標(biāo)，并進(jìn)行了準(zhǔn)靜載試驗(yàn)，通過(guò)分析對(duì)比自響應(yīng)仿生皮膚與人體皮膚、科騰基仿生脂肪與生物脂肪的彈性模量，對(duì)自響應(yīng)仿生皮膚與人體皮膚、科騰基仿生脂肪與生物脂肪組織的相似性進(jìn)行了量化評(píng)估，確證了自響應(yīng)仿生皮膚與科騰基仿生脂肪貼合作為自響應(yīng)仿生靶標(biāo)的可行性；進(jìn)一步對(duì)設(shè)計(jì)合成的自響應(yīng)仿生靶標(biāo)進(jìn)行了氣源沖擊試驗(yàn)，驗(yàn)證了沖擊作用下沖擊壓力與熒光強(qiáng)度的相關(guān)性。得到如下主要結(jié)論。

1）加入力致發(fā)光材料后，自響應(yīng)仿生皮膚中硅膠材料的化學(xué)穩(wěn)定性不受影響，并且與人體皮膚具有力學(xué)相似性。

2）科騰基仿生脂肪與文獻(xiàn)中綿羊臀部脂肪的彈性模量相差5.53%。

3）設(shè)計(jì)合成的自響應(yīng)仿生靶標(biāo)，在進(jìn)行氣源沖擊試驗(yàn)時(shí)，自響應(yīng)仿生皮膚的熒光強(qiáng)度與沖擊氣壓具有較好的線性關(guān)系，當(dāng)沖擊氣壓為0.3 MPa時(shí)，沖擊波峰壓相對(duì)誤差為13.7%，表明自響應(yīng)仿生靶標(biāo)感測(cè)沖擊壓力具有較高的準(zhǔn)確性。

研究結(jié)果表明自響應(yīng)仿生靶標(biāo)在實(shí)時(shí)可視化表征軟組織受沖擊波場(chǎng)影響方面具有較大的潛力。但是，本文只是對(duì)仿生靶標(biāo)的合理性及自響應(yīng)能力進(jìn)行了評(píng)估，在后續(xù)的研究中可對(duì)發(fā)光現(xiàn)象與沖擊作用的映射機(jī)制作進(jìn)一步深入分析，為力致發(fā)光材料應(yīng)用于彈道終點(diǎn)測(cè)試領(lǐng)域提供參考。

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收稿日期：2024-10-29;修回日期：2025-01-03；責(zé)任編輯：王海云

基金項(xiàng)目：瞬態(tài)沖擊全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金項(xiàng)目（6142606222106）

第一作者簡(jiǎn)介：

王彤彤（1999—），女，內(nèi)蒙古通遼人，碩士研究生，主要從事智能發(fā)光材料沖擊動(dòng)力學(xué)、材料動(dòng)靜態(tài)力學(xué)特性等方面的研究。

通信作者：

熊漫漫高級(jí)工程師。E-mail：xiongmm0817@163.com

王彤彤，熊漫漫，陳曉勇，等.

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