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(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CN110984417A(43)申请公布日2020.04.10(21)申请号201911308941.0(22)申请日2019.12.18(71)申请人青岛理工大学地址266061山东省青岛市市北区抚顺路11号(72)发明人张春巍郜殿伟(74)专利代理机构青岛发思特专利商标代理有限公司37212代理人巩同海江鹏飞(51)Int.Cl.E04B1/98(2006.01)E01F15/00(2006.01)E02B3/26(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称联合手性负泊松比结构与蜂窝结构的防撞装置(57)摘要本发明涉及一种联合手性负泊松比结构与蜂窝结构的防撞装置,属于冲击防护装置技术领域。本发明包括防撞装置,防撞装置由内向外设置有刚性内垫层、手性负泊松比层、刚性中垫层、蜂窝层和刚性蒙皮,手性负泊松比层为沿平面内方向布置的手性负泊松比结构,蜂窝层为沿平面外方向布置的蜂窝结构,刚性内垫层、刚性中垫层和刚性蒙皮均与相邻层固定连接,用于高腐蚀性环境的刚性蒙皮外表面可喷涂防腐材料。本发明充分发挥多孔材料轻质吸能的特点,以及负泊松比结构良好的碰撞抵抗性能,与传统防撞装置相比,具有轻质、吸能好、可抵御连续冲击和易修复的优点,可广泛运用于陆地和海洋建筑结构安全防护领域。CN110984417ACN110984417A权利要求书1/1页1.一种联合手性负泊松比结构与蜂窝结构的防撞装置,包括防撞装置,其特征在于,防撞装置由内向外设置有刚性内垫层(1)、手性负泊松比层(2)、刚性中垫层(3)、蜂窝层(4)和刚性蒙皮(5),手性负泊松比层(2)为沿平面内方向布置的手性负泊松比结构,蜂窝层(4)为沿平面外方向布置的蜂窝结构,刚性内垫层(1)、刚性中垫层(3)和刚性蒙皮(5)均与相邻层固定连接。2.根据权利要求1所述的联合手性负泊松比结构与蜂窝结构的防撞装置,其特征在于,所述手性负泊松比层(2)由圆环式的节点(21)及与其相切的六组肋条(22)组成,所有节点(21)的半径均相等,所有肋条(22)的长度也均相等。3.根据权利要求1所述的联合手性负泊松比结构与蜂窝结构的防撞装置,其特征在于,所述蜂窝层(4)采用装配式结构,其中,刚性中垫层(3)上预留楔形槽,楔形结构的蜂窝层(4)放置至楔形槽内,相邻楔形槽内的蜂窝层(4)紧密相连而形成圆环结构。4.根据权利要求3所述的联合手性负泊松比结构与蜂窝结构的防撞装置,其特征在于,所述防撞装置,当轻度碰撞发生时,强度略低的手性负泊松比层(2)先发挥作用,先是肋条(22)发生塑性屈曲变形失效,再进一步发生节点(21)的变形失效;当遭遇重度碰撞事件时,碰撞能由蜂窝层(4)和手性负泊松比层(2)共同参与吸收,手性负泊松比层(2)的失效模式为肋条(22)和节点(21)同时发生的塑性变形,手性负泊松比层(2)在冲击力作用下具有较低应力峰值的特点,进一步保护防撞装置。5.根据权利要求1所述的联合手性负泊松比结构与蜂窝结构的防撞装置,其特征在于,所述刚性蒙皮(5)制作成环节点形、内凹形或圆锥形。6.根据权利要求1所述的联合手性负泊松比结构与蜂窝结构的防撞装置,其特征在于,所述负泊松比层和蜂窝层(4)都为轻质多孔结构,漂浮于海面上并随水位自由调整防撞高度。7.根据权利要求1所述的联合手性负泊松比结构与蜂窝结构的防撞装置,其特征在于,所述手性负泊松比层(2)和蜂窝层(4)根据实际情况选用不用的基体材料、相对密度值、几何或材料梯度以及占整个防撞装置的体积百分比,控制整个防撞装置的失效模式和防撞参数。8.根据权利要求7所述的联合手性负泊松比结构与蜂窝结构的防撞装置,其特征在于,所述手性负泊松比层(2)和蜂窝层(4)的内部孔隙中填充用于以提高其吸能、抗冲击能力的软材。9.根据权利要求1所述的联合手性负泊松比结构与蜂窝结构的防撞装置,其特征在于,所述刚性蒙皮(5)外表面可喷涂以用于强腐蚀环境的防腐材料。2CN110984417A说明书1/4页联合手性负泊松比结构与蜂窝结构的防撞装置技术领域[0001]本发明涉及一种联合手性负泊松比结构与蜂窝结构的防撞装置,属于冲击防护装置技术领域。背景技术[0002]作为一种轻质多孔结构,负泊松比结构在承受纵向拉、压荷载作用时具有横向膨胀或收缩的特点,这种反常规的变形模式使其在建筑结构的抗爆、抗冲击领域有独特的优势。在负泊松比结构遭遇冲击荷载(比如由车辆或船舶的碰撞、爆炸引起)作用时,由于冲击区域附近材料的“收缩”而引起的材料密度的提高,将大大提高结构的抗冲击性能(与同等质量的单一材料相比),减小碰撞或爆炸引起的结构的局部凹陷。此外,负泊松比结构还具有较高的断裂韧性、剪切强度和耗能能力等。在应用负泊松比结构于大曲