本文旨在研究超高分子量聚乙烯硬质靶板的弹道冲击响应机理，确定靶板厚度方向不同位置对弹道响应的敏感性，并针对敏感区进行混质靶板设计以提高靶板的防弹性能。本文主要内容包括以下几个方面：
　　1.对超高分子量聚乙烯和芳纶材料进行了拉伸、面内剪切和横向剪切力学性能测试，测试结果为有限元模型提供了部分属性参数支持，同时测试结果表明超高分子量聚乙烯材料的力学性能优于芳纶纤维。对超高分子量聚乙烯不同厚度的硬质靶板分别进行了穿透、非穿透弹道测试，处理数据后通过计算各个靶板的EA(吸能)和SEA(比吸能)分析了硬质靶板的吸能情况。通过场发射扫描电镜发现，超高分子量聚乙烯靶板前部的纤维存在熔融损伤的痕迹。
　　2.使用ABAQUS软件共建立了复合层板结构的弹道冲击有限元模型，通过分析模型来进一步研究靶板内部的响应特点。通过模型中的弹丸的剩余速度和靶板的宏观损伤形态验证了模型的有效性。复合层板结构模型通过使用ABAQUS软件中的材料属性用户定义子程序VUMAT，用三维实体单元模拟了弹道冲击过程，并通过加入cohesive界面单元有效模拟了硬质靶板在弹道冲击过程中产生的分层现象。通过该模型输出靶板内部不同区域的应变能、动能和应力等参数，结果表明超高分子量聚乙烯硬质靶板内部一定的响应规律：UHMWPE硬质靶板的前部和后部对弹道响应较为敏感，这部分材料可能会影响整个靶板的弹道性能。降低UHMWPE模型靶板前部的材料属性，发现靶板的整体吸能下降明显，因此认为靶板前部由于熔点较低导致在弹道冲击过程中发生熔融损伤，导致材料未充分发挥力学性能而提前失效，形成弹道响应的敏感区。
　　3.根据靶板前部的弹道响应敏感区设计了一组相应的芳纶/PE的层间混杂的混质靶板。对混质靶板分别进行了穿透和非穿透弹道测试，弹道测试的结果数据表明：相较于纯UHMWPE靶板，2kg/m2芳纶+4kg/m2PE的混质靶板的弹道性能明显提高，BFS也小范围提高，但仍复合国际标准要求。这一结果验证了超高分子量聚乙烯硬质靶板前部敏感区的存在，为通过混质靶板的设计提高靶板的弹道性能提供了新思路。