在现代社会中,随着科学技术不断发展,高速碰撞和爆炸等事件也不断增多,对人体的安全防护也变得尤为重要。聚碳酸酯具有优异的抗冲击性能、比强度和透明性,是一种理想的透明防护材料。聚碳酸酯常被应用于制作防弹玻璃等透明防护部件,不可避免的会遭受到子弹或碎片的冲击。因此,为了更好地设计防护部件,有必要研究聚碳酸酯在冲击加载下的力学性能和损伤机理。另外,为了更好地研究设计防护部件,还需研究人体在高速碰撞和爆炸等事件中受到的损伤。弹道明胶具有和肌肉组织相似的动态力学响应,且具有良好的透明性,是一种优秀的人体肌肉组织替代物,常用于动态实验中模拟人体。因此,研究弹道明胶在冲击加载下的动态响应,有助于研究子弹和高速碎片对人体的损伤,具有十分重要的意义。基于一级轻气炮和二级轻气炮,开展聚碳酸酯的平板撞击实验,并结合激光多普勒测速仪测量样品的粒子速度时程曲线,研究聚碳酸酯在冲击加载下的力学性能和层裂损伤。通过雨贡纽实验,分析碰撞和冲击波到达样品后界面的时间,测得聚碳酸酯在0.248–1.290 GPa加载压力下的雨贡纽状态方程,us=2.39+0.80up+1.24up~2,补充了聚碳酸酯低压雨贡纽数据的空缺。通过层裂回收实验,分析样品自由面粒子速度时程曲线,获得聚碳酸酯的拉伸应变率和层裂强度,并发现聚碳酸酯在冲击加载下的应变软化现象和卸载熔化现象,分别引起了层裂强度率和拉伸应变的变化。利用X射线断层扫描技术,对聚碳酸酯的层裂回收样进行表征,获得回收样内部的三维孔洞信息。分析孔洞的形貌,并对孔洞的球度、数量和样品的损伤强度进行统计,发现低速实验（碰撞速度≤244 m/s）和高速实验（碰撞速度>244 m/s）的初始孔洞形貌和后期发展有所差异。低速实验的初始孔洞呈细长型,是损伤早期只有分子链链间破坏造成的;高速实验的初始孔洞呈椭球型,是损伤早期同时分子链链内破坏造成的。两者破坏机制的不同,导致孔洞生长、合并过程有所不同,并且球度分布和损伤分布也略有不同。基于一级轻气炮,开展弹道明胶的侵彻实验,并结合高速摄影机拍摄其动态过程,研究弹道明胶的损伤响应。根据拍摄结果,可以获得空腔的直径和弹丸的侵彻深度及其位移历史。结合无量纲分析方法,分析弹丸的侵彻深度,建立一个联立弹丸侵彻深度与弹丸直径和入射速度的经验公式,πd=0.550πD~1.271πv00.826-12.028/πv20,并且同时适用于低速侵彻和高速侵彻。结合弹丸阻力数学模型,分析弹丸的位移历史,发现侵彻过程中,弹丸的加速度（拖曳力）–速度曲线呈‘S’型;侵彻中后期,弹丸实时速度相同时,不同直径和入射速度的弹丸所受的平均横截面积拖曳力是相同的。运用有限元方法,对弹道明胶的侵彻实验进行模拟。采用LS-DYNA软件和ALE法,建立一个二维轴对称模型,并用结合多项式状态方程的流体弹塑性材料模型定义弹道明胶。其数值结果与实验数据吻合很好,可以有效的辅助实验分析。