防彈衣的材料有很多種，由于織物的結構不同，其防彈機理也不同。國外研究表明，作為防彈衣針織物的防彈效果差，而機織物、層壓板和針刺非織造氈具有很好的防彈效果。

一、機織物防彈機理

當子彈或彈片擊中機織物時，沖擊波和應變波會在紗線中傳播。因為紗線互相連接、互相作用，所以應變波可在大量紗線中傳播，有利于沖擊波能量在相對大面積內被吸收。應變波和能量的消耗速度與纖維的模量直接有關。機織物中紗線的連接點會對應變波進行反射，這些連接點可看作固定末端，固定末端處反射波的振幅和原始應變波的振幅同向，應變波被疊加，容易造成紗線過度伸長而斷裂。另外，些小的彈片或特定的發射物還可把機織物中的單根紗線推開，如果單純用增加織物密度的方法解決，會使織物中固定末端增多，反射波增強。使用基體可以使紗線固定，增強層間的協同作用，使應變波在更多層間傳播，但基體本身也會使反射波增強。

二、層壓板防彈機理

防彈復合材料主要采用層壓工藝成型，復合材料層壓板防彈丸沖擊是一個相當復雜的過程。當彈丸侵徹層壓板時，層壓板經過以下幾個破壞階段：

1、拉伸破壞階段。彈丸作用于層壓板的纖維時，纖維受到拉伸變形，彈丸的部分動能轉化為纖維的斷裂能。

2、剪切破壞階段。在彈丸的侵徹下，層壓板受到彈丸的侵徹作用，沿厚度方向被剪成細小顆粒的“沖塞”。這種剪切破壞吸收了彈丸的大部分動能。

3、分層破壞階段。層壓板纖維受到彈丸的沖擊，在彈丸與纖維的接觸點產生應力波。應力波以兩個方向向外傳播：一是應力波以連續的脈沖沿纖維軸向傳播。應力波到達邊界后，部分能量損失，其余部分從邊界返回原沖擊點，導致了應力波在沖擊點的能量迭加。由于迭加作用，應力波強度增加，在足夠的時間內，該位置發生破壞；二是應力波沿層壓板厚度方向傳播。應力波在層壓板的織物界面發生反射波，該反射波與下一個應力波產生了相反方向的應力作用，在界面上趨于撕裂，導致了層壓板的分層。層壓板的分層破壞亦吸收了彈丸的部分能量。

4、熔融破壞階段。玻璃纖維熔點和芳綸的碳化點較高（玻璃纖維熔點約為1200℃，芳綸的碳化溫度>500℃），在纖維受到彈丸沖擊破壞時，不會出現熔融破壞現象。而UHMWPE纖維的熔點較低（約為147℃），當UHMWPE纖維層壓板受到彈丸侵徹時，由于摩擦作用產生熱量，溫度一超過UHMWPE的熔點，纖維即被熔融，導致纖維斷裂。

層壓板通過上述4種破壞方式，使彈丸的動能轉變為層壓板的應變能，降低至全部吸收彈丸的動能，阻擋了彈丸的前進，從而起到防彈作用。

三、針刺非織造氈防彈機理

這種氈是大量短纖維經針刺制成的，短纖維間交叉點少，纖維含有自由末端，因此幾乎沒有應變波的固定點反射。在纖維自由末端處，反射波的振幅和原始應變波的振幅方向相反，因此兩者振幅相互抵消，纖維不會發生過度伸長。在氈片中纖維最重要的性質是模量而不是強度，是模量和密度一起決定了纖維中應變波的傳播速度。這種非織造氈防彈效果好，最適用于防護爆炸的彈片。