浅析枪击钢化玻璃矩形碎块特征.docx

浅析枪击钢化玻璃矩形碎块特征 钢化玻璃又称强化玻璃，u，是通过物理或化学的方法，在玻璃表面形成压应力层，使玻璃本身具有较高的抗压强度。枪击玻璃案件很少出现，但一旦出现，必会引起人员和社会恐慌，对国家形象造成不良影响，快速侦破案件成为现实需要。在前面的研究中，通过分析弹孔直径和弹孔形态，可以基本确定发射枪支的弹头动能、弹头材质和弹头速度，为区分发射枪种缩小范围。 目前枪击钢化玻璃破碎裂纹形态的研究一直处于真空状态。为了充分确定发射枪种，探求碎块大小、碎块个数与发射枪种的具体关系，故设计模拟实验，从中寻找枪支弹头动能对玻璃矩形碎块面积和个数的影响。 枪支发射弹头冲击钢化玻璃时，其产生的拉应力超过钢化玻璃的表面应力，钢化玻璃会破碎发生断裂，并不断产生分叉，由于应力是双轴的，故微裂纹形成出来的两个分支将会扩展而且再形成分支，此过程延续到整个钢化玻璃，导致产生大量的类似矩形碎块。 枪击钢化玻璃中单位面积内的碎块数就是刚化程度的粗略估量，实验所用的玻璃样本选取的是同一批次的钢化玻璃。因此，可以把实验样本的表面应力近似看成一个固定值，所有枪种的钢化玻璃样本刚化程度相同：在同一表面应力下，钢化玻璃受到冲击后产生的碎块个数为一定值。不同枪支的特征数据如表1所示。 1 材料与方法 1.1 材料 转轮枪、92式手枪、64式手枪、54式手枪、79式冲锋枪、81式步枪、装填小口径步枪弹、手枪弹的枪支各1支：相对应的子弹若干发：同一批次的300 mm X 300 mm X 5 mm品牌钢化玻璃若干，透明贴膜若干，喷雾器一只，钢化玻璃固定架一个，单反相机一台：相机固定架一台；photoshop软件。 1.2 方法 将透明贴膜贴在钢化玻璃板上，贴膜起固定作用，防止钢化玻璃破碎产生的矩形碎块散落，不能有效研究破碎裂纹痕迹。取32块钢化玻璃，依次固定于固定架上，将玻璃平面垂直于地面，枪支与钢化玻璃相距5 m，然后用不同动能区间的枪支正射，制作不同枪种的枪击钢化玻璃样本，并在钢化玻璃样本上注明发射枪种。在每一枪种对应的动能区间内，制作4个相似的钢化玻璃样本，从中选取3个相近样本进行数据测量与统计分析。 2 结果与讨论 2.1 不同枪支弹头动能与矩形碎块个数的相关性分析 排除不同批次钢化玻璃的干扰，统计钢化玻璃单位面积碎块的数量，并分析碎块个数与不同枪种发射速度、弹头动能的关系。 碎块计数时，应去除距离弹孔中心半径70 mm以及距钢化玻璃边缘25 mm范围内的部分。从钢化玻璃中选择碎片最大的部分，在这部分中用50mm X 50mm的计数框计算框内的碎块数，每个碎片内不能有贯穿的裂纹存在，横跨计数框边缘的碎块按1/2个碎块计算。计数框计算碎块个数的方法如图1所示。 取一红色矩形框近似作为50 mm X 50 mm的计数框，在不同枪种枪击钢化玻璃样本中选择碎块最大的部分，（计数框内的碎块个数可以代表整块钢化玻璃样本的碎块个数）注意测量区域要避开边框以及闭合圆环区：我们将红色矩形框内的图像经Photoshop放大，逐一查数碎块的数量，对不同枪种的样本分别计数统计，每种样本四组数据，数据统计如表2所示。 通过分析统计表中数据可知：不同枪种枪击钢化玻璃的弹头动能不同，闭合圆环外产生的碎块个数也不同：枪支弹头的动能越小，碎块密度越大，数量越多，钢化玻璃破碎越大：随着弹头动能的增大，碎块个数越来越少。 我们依据枪击钢化玻璃形成的矩形碎块个数，确定枪支弹头的初始动能区间，进一步确定枪支种类。 2.2 不同枪支弹头动能与矩形碎块面积大小的相关性分析 选取92式手枪枪击钢化玻璃具有代表性的样本，一种为撞击点处于钢化玻璃中心的样本，另一种是撞击点靠近钢化玻璃边框的样本：比对两类钢化玻璃样本中碎块面积与撞击点位置的关系。 92式手枪两类代表性样本的碎块面积特征图如图2-3所示。 通过对上面两类92式手枪代表性样本的碎块面积特征图的分析：矩形碎块的面积大小与冲击点的位置以及距钢化玻璃四个边界的位置有关。 当撞击点位于钢化玻璃中心时，放射纹区的矩形碎块面积差别不大：当撞击点位于钢化玻璃边框时：距离撞击点较近处边框附近处的矩形碎块密度较密，面积较小：距离撞击点较远处边框附近处矩形碎块密度校稀疏，面积较大。 选取撞击点位于钢化玻璃中心的样本，从不同枪种枪击钢化玻璃的样本中依次截取碎块最大的区域，每种枪种选取特征最为明显的碎块面积截图，对不同弹头速度、弹头动能的钢化玻璃碎块面积进行比对。 装填小口径手枪弹、转轮枪、装填小口径步枪弹、64式手枪、92式手枪、54式手枪、79式冲锋枪、81式步枪枪击钢化玻璃碎块面积特征图如图411所示。 通过对装填小口径手枪弹、转轮枪、装填小口径步枪弹、64式手枪、92式手枪、54式手枪、79式冲锋枪、81式步枪枪击钢化玻璃碎块面积特征图的分析：弹头动能与碎块面积具有正相关的关系，弹头动能越大，碎块面积越大。 当冲击波的能量较低时（1J以下），钢化玻璃内拉应力较小，裂纹前沿基本不会发生分叉，或分叉的裂纹数量很少，直接扩裂至钢化玻璃的四个边框，所以此时的碎块面积较小，破碎较为完全，碎块较碎：当冲击波能量较大时（1J以上），钢化玻璃内拉应力较大，裂纹前沿不断发生扩展并分叉，原始分支将继续扩展形成新的分支，持续延续到钢化玻璃的四个边框，致使形成的放射纹形态弯曲，裂纹曲率半径变大，所以此时碎块面积较大，破碎不完全，碎块个数较少。当冲击波动能逐渐增加时，碎块面积逐渐增大，破碎程度越来越不完全，破碎个数越来越少。 3 结论 本文研究总结枪击钢化玻璃碎块特征，发现射击弹头动能越高，碎块面积越大，碎块个数越少。当撞击点位于钢化玻璃中心时，放射纹区的矩形碎块面积差别不大：当撞击点位于钢化玻璃边框时：距离撞击点较近处边框附近处的矩形碎块面积较小：距离撞击点较远处边框附近处矩形碎块面积较大。通过分析碎块面积大小和碎块个数，可以有助于确定发射枪支的弹头动能，为区分发射枪种缩小范围，对枪击案件性质判断和提供线索具有指导作用和参考价值。 参考文献： 戴林，特殊痕迹检验M北京：警官教育出版社，1994:222-