聚脲涂层材料已经被广泛应用于砌体、混凝土、金属以及其他基材的抗爆抗冲击防护,但聚脲涂层材料在油罐车防护领域的研究较少,将阻尼材料复合到聚脲涂层中的研究更少。本文首先分析了改性聚脲Q190m抗冲击材料(下文简称Q190m材料)和改性粘弹性阻尼Q413m材料(下文简称Q413m材料)的基本性能、热性能和动态力学性能。然后通过油罐车储油罐缩比小罐冲击实验,研究了不同涂覆方式聚脲复合抗冲击涂层的抗冲击防护效果,分析了聚脲材料厚度以及涂覆位置对复合涂层抗冲击性能的影响。在此基础上,进行油罐车储油罐车辆撞击实验。最后通过LS-DYNA有限元模拟进行验证。首先,对Q190m材料和Q413m材料的基本性能进行研究,主要包括材料的固化时间、密度、硬度、拉伸性能、撕裂性能、附着力等。两种材料的实验结果表明,Q190m材料和Q413m材料固化时间相对较短,属于轻质高固含量环保材料;Q413m材料是接近粘性材料的阻尼材料,不能单独作为涂层材料使用,而Q190m材料质地较硬,强度较高且耐磨,适合作为涂层最外层的保护材料;两种材料附着力满足相应的要求,符合施工需求。其次,Q190m材料和Q413m材料热失重实验结果表明,Q190m材料在250℃～450℃之间的热稳定性都优于Q413m材料,且温度达到750℃时,两种材料的热降解产物都低于10%,材料中杂质含量较少;霍普金森压杆(SHPB)实验结果表明,Q190m材料和Q413m材料都具有很好的应力波衰减作用,且具有很高的应变率敏感性,在高频率荷载下具有优良的力学性能且具有很强的吸能特性,可应用于抵抗高频荷载的结构或基材。第三,油罐车储油罐缩比实验结果表明,有无涂层防护、约束层厚度以及约束层位置都对复合涂层抗冲击性能产生较大影响。有无涂层防护研究表明,Q190m材料涂层对油罐车储油罐缩比小罐具有良好的抗冲击效果。约束层厚度研究表明,随着Q190m材料的减小和Q413m材料的增加,复合涂层的抗冲击防护效果增强。约束层位置研究结果表明,相同的材料层厚度,两种材料交替涂覆组合成的复合涂层抗冲击效果最优。第四,油罐车储油罐车辆撞击实验结果表明,撞击后,空白油罐车储油罐罐体最大凹陷处变形量925mm,撞击处焊缝部分撕裂,罐中水大量泄漏,而交替喷涂五组Q190m材料和Q413m材料的油罐车储油罐罐体最大凹陷处变形量190mm,罐体表面未出现任何破裂渗漏现象,交替喷涂Q190m材料和Q413m材料构成的复合涂层对储油罐有明显的抗冲击防护效果。最后,有限元模拟结果表明,在油罐车储油罐缩比小罐冲击模拟中选用的Rigid材料模型、Johnson-Cook材料模型和Mooney-Rivlin材料模型能够合理的描述霍普金森撞击杆、模型铝合金基材和涂层材料在冲击问题中的破坏形式,模型最大位移和实验结果基本吻合。在油罐车储油罐车辆撞击模拟中选用的Rigid材料模型、Johnson-Cook材料模型和Mooney-Rivlin材料模型能够合理的描述碰撞装置、罐体铝合金基材和涂层材料在撞击问题中的破坏形式,罐体最大位移和实验结果基本吻合。综上所述,用于油罐车储油罐的聚脲抗冲击复合涂层具有良好的抗冲击防护效果,对聚脲复合涂层的研究具有重要的工程应用意义。