聚脲涂层对现代水面舰船装甲的轻量化防护研究具有重要理论意义和工程应用前景。本文以聚脲材料作为钢板/箱结构的防护增强涂层,开展了聚脲涂覆结构抗弹性能与抗爆性能研究,根据试验测试结果,对聚脲涂覆结构的抗弹性能与抗爆性能进行了评估,阐述了涂层类型与涂层位置对抗弹抗爆性能的影响规律以及防护机制。主要工作与结论概括如下:(1)为满足舰船装甲防护结构兼顾抗弹抗爆防护需求,提出了多种载荷类型条件下聚脲涂覆结构抗弹抗爆性能研究的试验方法,包括聚脲涂覆钢板结构抗低速弹体侵彻试验、抗高速弹体侵彻试验,聚脲涂覆钢板结构空爆载荷试验以及聚脲涂覆箱体结构内爆载荷试验。试验结果表明,在已定载荷形式与材料类型情况下可确定最佳涂层位置,以应变率为主导因素的抗弹防护中迎弹面涂层增强效果高于背弹面涂层,而以波阻抗为主导因素的抗爆防护中背爆面涂层增强效果高于迎爆面涂层。(2)以等重防护增强与增重防护增强为涂层应用条件,设计了聚脲涂层与钢质底材组成的多种类型复合结构,以无涂覆底材为基准,分别对应相等面密度与相等厚度底材的聚脲涂覆结构。采用低硬度、高伸长率的软质聚脲为防护涂层,相等厚度底材条件下,软质涂层能够提高涂覆结构抗弹性能和抗爆性能,相等面密度条件下,软质涂层能够提高涂覆结构抗弹性能,但迎弹面涂层不能提高涂覆结构抗爆性能。通过数值仿真方法对聚脲涂覆结构抗低速弹体试验结果进行了验证。(3)为分析聚脲力学性能与防护性能及机制间的关系,引入了高硬度、低伸长率的硬质聚脲作为对比涂层,组成相等厚度底材的聚脲涂覆结构进行试验研究。抗弹试验中,迎弹面软质涂层主要以玻璃化转变与横向扩散的方式吸收弹体动能,硬质涂层通过较大面积脆性破碎失效进行吸能,且抗弹提升高于软质涂层,但背弹面硬质涂层的提前失效不利于能量吸收,因此抗弹提升低于软质涂层。抗爆试验中,迎爆面涂覆时硬质涂层抗爆提升低于软质涂层,但背爆面涂覆时硬质涂层抗爆提升高于软质涂层。(4)基于聚脲涂覆结构抗弹抗爆试验结果与机制分析,形成了聚脲涂层的装甲防护应用技术,指出聚脲涂层因载荷形式、材料类型、涂层位置的不同存在防护性能与防护机制的差异,弹体侵彻与爆炸冲击波主要区别于加载应变率与加载面积的作用方式,软质聚脲与硬质聚脲主要区别于橡胶态与玻璃态的响应状态。聚脲涂层的材料类型、涂层位置与涂层厚度等的合理配置,能够有条件的实现并兼顾对聚脲涂覆结构抗弹与抗爆性能的防护增强。聚脲涂覆结构抗弹抗爆性能与机制研究所得结果与结论,对聚脲涂层的相关装甲防护应用具有一定的参考意义。