一种轻量化高抗振吸能防爆复合结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113459604A(43)申请公布日2021.10.01(21)申请号202110639983.3B32B3/12(2006.01)(22)申请日2021.06.08(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市孝陵卫200号(72)发明人周琦吴厦徐俊强杨子威陈雨葭郭顺(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人赵毅(51)Int.Cl.B32B9/00(2006.01)B32B9/04(2006.01)B32B15/04(2006.01)B32B15/18(2006.01)B32B15/20(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种轻量化高抗振吸能防爆复合结构(57)摘要本发明提供了轻量化高吸能防爆复合结构，包括上板、下板以及位于其之间的蜂窝芯体，蜂窝芯体为内凹型蜂窝结构和正六边形蜂窝结构构成。本发明质量轻，比强度高，吸能效率高，多功能综合性能较强；本发明的多级蜂窝结构芯体与传统蜂窝结构相比，力学性能，机械强度，吸能效率，抗冲击性等各种性能上有明显提高。CN113459604ACN113459604A权利要求书1/1页1.一种轻量化高吸能防爆复合结构，其特征在于，其包括：上板，下板以及之间的蜂窝芯体，所述的蜂窝芯体包括内凹型蜂窝单元和正六边形蜂窝结构单元交替排列并进行阵列。2.根据权利要求1所述的轻量化高吸能防爆复合结构，其特征在于，所述的上板外侧粘合有均匀的排列在上板外侧的陶瓷层，陶瓷层采用B4C陶瓷材料制成。3.根据权利要求4所述的轻量化高吸能防爆复合结构，其特征在于，所述的正六边形蜂窝结构单元内部设置交叉结构。4.根据权利要求1所述的轻量化高吸能防爆复合结构，其特征在于，所述的复合结构的蜂窝结构单芯体在其边缘设置竖直约束。5.根据权利要求1所述的轻量化高吸能防爆复合结构，其特征在于，所述的蜂窝芯体单元通过角度α、壁厚t、高度h三个参数控制，其中，2mm≤t≤6mm，蜂窝单元高度范围：16.0mm≤h≤33.3mm，角度范围：110°≤α≤130°。6.根据权利要求5所述的轻量化高吸能防爆复合结构，其特征在于，三维蜂窝芯体相对密度可用下式计算,进而控制蜂窝结构面密度，以达到轻量化结果：7.根据权利要求1所述的轻量化高吸能防爆复合结构，其特征在于，蜂窝芯体至少为两层。8.根据权利要求1所述的的轻量化高吸能防爆复合结构，其特征在于，所述的蜂窝结构芯体及上板、下板所用材料均为603装甲钢。2CN113459604A说明书1/4页一种轻量化高抗振吸能防爆复合结构技术领域[0001]本发明涉及防爆结构领域，尤其涉及一种轻量化高吸能防爆复合结构。背景技术[0002]现有防爆结构运用到了很多蜂窝结构来进行防爆吸能的同时，又能够达到轻量化的目的，蜂窝结构有着质量轻，比强度高，吸能效率高，多功能综合性能较强等优点。传统的正六边形蜂窝结构，相对于内凹型蜂窝结构来说具有较大刚度，但同时吸能性能较差。内凹型蜂窝结构在受到单轴压缩时，发生横向收缩，表现出负泊松比效应，因而其在能量吸收、抗断裂性和压陷阻力等方面较传统的材料或结构更加具有优势。但是现有内凹型负泊松比蜂窝结构也存在一定缺陷，由于结构本身较为简单，其结构单元内部存在较大空隙，本身结构表现出来的负泊松比效应是通过其在承载或抗压时两侧的内凹角引导而发生的变形，这样的变形也使得结构存在变形不稳定的问题，进一步导致结构承载吸能能力下降的问题，现有很多蜂窝结构都是从内凹型蜂窝结构提出形成3阶星型结构、4阶星型结构甚至高阶星型结构，都着重于从结构变化产生负泊松比效应，如何进一步在负泊松比结构上进行增强吸能性能研究较少。因此通过结合传统六边形蜂窝结构和内凹型蜂窝结构，既能够增强蜂窝结构的吸能性能，又能够提升蜂窝结构本身的强度。[0003]同时前人提出过很多负泊松比蜂窝结构，有二维蜂窝结构到三维负泊松蜂窝结构，结构从简单到复杂，由于结构本身的复杂性，对于三维负泊松比蜂窝结构在实际中存在制作困难的问题，虽然增材制造技术能够进行复杂的蜂窝结构制作，但是其效率仍然较低，因而简单的二维蜂窝结构在实际生活中能够更加广泛的应用。发明内容[0004]本发明的目的在于提供一种轻量化高吸能防爆复合结构。按照提供的技术方案，解决现有技术中防爆结构抗爆性能差的问题。[0005]本发明提供的轻量化高吸能防爆复合结构，通过上板粘合的陶瓷块具有优良的抗侵彻能力，内凹型负泊松比蜂窝结构单元和正六边形蜂窝结构单元组成的蜂窝芯体具有良好好的低面密度、高抗冲击和吸能性能，因此该复合防爆结构能够在抗爆炸冲击的同时也有良好的抗侵彻能力。[0006]本发明提供一种轻量化高吸能防爆复合结构，其包括：上板，下板以及之间的蜂