普诺泰科研团队在周庆博士的指导下，与天津工业大学复合材料研究院共同合作研究，在UHMWPE复合材料弹道响应机制的理论研究领域取得了一些高价值的研究成果，已经在SCI、EI期刊上发表多篇学术论文。

2023年10月11日，国际权威期刊《Composite Structures》（复合材料领域Top期刊，影响因子6.3）在线发表了研发团队题为《Influence of projectile physical state on ballistic energy absorption capacity of UHMWPE laminate Experiment and Simulation》的最新研究成果。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2023.117607。

文章通过弹道实验讨论了弹丸类型对UHMWPE复合材料弹道性能的影响，进一步解析了UHMWPE复合材料层压板应对弹丸穿孔侵彻的渐进响应机制，并基于有限元仿真模拟解耦分析了弹丸物理状态量对UHMWPE复合材料弹道性能的影响。

图1 基于CT扫描获取的UHMWPE复合材料层压板在弹着点处的横截面损伤形貌（a）17格令标准模拟破片穿孔层压板；（b）56式7.62mm普通弹穿孔层压板。

由图1可知，在17格令标准模拟破片和56式7.62mm普通弹穿孔侵彻作用下，UHMWPE复合材料层压板具有相似的响应模式，并且根据断口损伤特征，其在厚度方向上都可以分为两部分。第I部分为局部穿孔响应，以剪切破坏为主；第II部分为局部/结构耦合响应，以区域性面外弯曲变形为主，并伴有剪切、拉伸变形、熔融等多种模式的耦合破坏。

在弹道冲击后损伤机制研究的基础上，结合贯穿性弹道弹丸速度演变的经验曲线，推导了贯穿性弹道冲击的渐进响应过程并将其分为三个阶段（A、B、C），如图2a所示，并通过有限元模拟验证，如图2b所示。在这个冲击过程中，由于层压板的逐层破坏，弹丸的阻力逐渐减小，因而弹丸主要经历了减速度先增大后降低的减速度运动；由于受到弹丸的压缩和剪切破坏，层压板中的弹道响应区域主要经历了先加速后减速的响应过程。

图2 贯穿性弹道冲击过程中弹丸与子层压板速度演变的经验区曲线及有限元模拟验证

图3 基于有限元模拟解耦弹丸物理状态量对UHMWPE复合材料层压板弹道性能的影响 

随后，根据验证的有限元模型，解耦分析了弹丸自旋速度、变形、口径和质量对UHMWPE复合材料层压板弹道性能的影响，如图3所示。结果表明弹丸自旋主要通过导致层压板内材料的扭转变形来降低其弹道性能，而弹丸变形、口径和质量都是通过影响层压板的弹道响应区域来影响其弹道性能的。

此外，研究团队已于2022年7月29日在期刊《International Journal of Impact Engineering》（冲击领域Top期刊，影响因子5.1）上发表题为《Ballistic response of ultra-high molecular weight polyethylene laminate impacted by mild steel core projectiles》的研究成果。文章讨论了层间剪切强度对UHMWPE复合材料层压板弹道性能的影响，并以此为切入点，结合弹道冲击后层压板多尺度-多层面的内部损伤形貌分析，解析了层压板的非贯穿性弹道冲击过程和内部损伤演化，并基于能量守恒定理，建立了层压板损伤吸能评估模型，量化了弹道动能的耗散机制。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2022.104338。