一种多层功能导流式防护结构制造技术

本发明专利技术为一种多层功能导流式防护结构。包括面板，背板，功能层和功能层固定结构；面板和背板之间形成空间，功能层通过功能层固定结构固定在面板和背板形成的空间内，面板底面上设有多列平行设置的小孔；功能层包括气体导流板，聚氨酯泡沫和蜂窝板；气体导流板设有多个平行设置的长通孔，长通孔的位置和尺寸与面板上的每一列小孔分别对应，长通孔的下侧壁上设有多个分别与面板底面上的小孔相连通的短通孔。本发明专利技术将气体导流结构与“三明治”防雷组件结合，在拥有优异的抗爆炸冲击能力的同时可将炸药在爆轰阶段产生的高温高压气体有效地引导至车体两侧非薄弱空间，极大降低爆轰产物对军用车辆底部的损伤，并有助于加快车体在受冲击后的内能耗散。击后的内能耗散。击后的内能耗散。

【技术实现步骤摘要】
一种多层功能导流式防护结构


[0001]本专利技术属于车辆防护领域，具体涉及一种多层功能导流式防护结构。

技术介绍

[0002]军用车辆作为战场中重要的战略性武器，在陆地战场上的地位日益增强。近年来，战场上能够威胁军用车辆安全的因素日益增多，其中来自地雷及简易爆炸装置(IED)严重威胁了军用车辆的生存。炸药爆轰后会向外界周围媒质释放高温高压气体产物，急剧膨胀的爆轰产物会对车辆底部结构造成严重损伤，局部高温也会严重威胁乘员的生命安全，故有必要将爆轰气体产物的破坏作用纳入防雷组件的设计考虑。
[0003]传统的“三明治”结构防雷组件是一种较为成熟的抗爆炸冲击结构，其由上下两层平板和中间的芯层组成，底层面板承受冲击波作用后，将冲击载荷传递到填充可压溃材料(如专利CN 110823002中填充的气凝胶、泡沫铝、纳米吸能材料等)的芯层中，为主要吸能减震元件，位于顶层的背板缓冲剩余的冲击波能量。然而上述材料在吸收能量的过程中，高温高压气体产物持续作用，会致使材料在垂直于外力方向产生膨胀，严重影响组件防护性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种多层功能导流式防护结构。
[0005]实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种多层功能导流式防护结构，包括面板，背板，功能层和功能层固定结构；
[0006]面板的横截面为“U”型，“U”型板两侧设有水平设置的翻边，面板和背板之间形成空间，功能层通过功能层固定结构固定在面板和背板形成的空间内，面板底面上设有多列平行设置的小孔；/>[0007]功能层包括从下到上设置的气体导流板，聚氨酯泡沫和蜂窝板；气体导流板设有多个平行设置的长通孔，长通孔的位置和尺寸与面板上的每一列小孔分别对应，长通孔的下侧壁上设有多个分别与面板底面上的小孔相连通的短通孔；当爆轰气流经面板上的小孔到达功能层时，首先逸入气体导流板，气体在膨胀的过程中通过气体导流板的长通孔流出至防护结构外侧。
[0008]进一步的，气体导流板底部方向的短通孔与面板底部的小孔分布位置与孔径大小一致，侧面长通孔与底部短通孔的孔径一致，与底部短通孔相交并贯通。
[0009]进一步的，功能层固定结构包括设置在面板两侧壁的槽钢，槽钢横截面呈“[”型，槽钢下底面和面板可拆卸连接，功能层的两侧通过槽钢固定。
[0010]进一步的，槽钢底面和上面均设有通孔，侧壁面设有减重孔，面板的翻边上设有减重孔；面板的翻边和背板连接，且设置在车辆需要防护部分的底部。
[0011]进一步的，面板作为整个防护结构的支承，采用屈服强度1300
±
100Mpa，抗拉强度1700
±
100Mpa的高强度钢板；
[0012]背板设置在面板上方，背板采用屈服强度980
±
50Mpa，抗拉强度1000
±
100Mpa的
高强度钢板，背板相比面板具有更好的韧性。
[0013]进一步的，气体导流板厚度为50
‑
60mm，聚氨酯泡沫填充厚度为30
‑
40mm，蜂窝板的厚度为40
‑
60mm。
[0014]进一步的，蜂窝板包括蜂窝层下面板，蜂窝结构钢和蜂窝层上面板；蜂窝结构钢通过胶接分别与蜂窝层上面板，蜂窝层下面板连接；蜂窝结构钢由正六边形胞元排列而成。
[0015]进一步的，蜂窝层上面板和蜂窝层下面板的材质为铝合金，蜂窝层上面板和蜂窝层下面板的厚度为1
‑
2mm。
[0016]进一步的，聚氨酯泡沫底端与气体导流板胶接固定，聚氨酯泡沫顶端与蜂窝层下面板胶接固定。
[0017]本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：
[0018](1)本专利技术的多层功能导流式防护结构，将气体导流结构与传统的“三明治”防雷组件结合进行设计，在拥有优异的抗爆炸冲击能力的同时可将炸药在爆轰阶段产生的高温高压气体有效地引导至车体两侧非薄弱空间，极大降低爆轰产物对军用车辆底部的损伤，并有助于加快车体在受冲击后的内能耗散。
[0019](2)本专利技术的功能层采用多层复合结构设计，气体导流层可将爆轰产物导流至车体两侧，可最大限度地降低对车体的冲击；聚氨酯半硬泡层起减震吸能作用；蜂窝结构层以蜂窝结构钢为主要吸能材料，能够有效地吸收爆炸所产生的冲击能量；本专利技术结构设计紧凑，在有限的空间内实现了防护组件功能多元化。
[0020](3)本专利技术的功能层固定件槽钢提高了整体结构的支撑刚度，使得功能层的多层结构更稳固，也有利于面板和气体导流层的定位，便于安装。
附图说明
[0021]图1本专利技术的防护结构三维示意图。
[0022]图2本专利技术气体导流板三维示意图。
[0023]图3本专利技术面板示意图。
[0024]图4本专利技术的槽钢安装位置示意图。
[0025]图5本专利技术功能层结构示意图。
[0026]图6本专利技术背板结构示意图。
[0027]图7本专利技术蜂窝结构层示意图。
[0028]附图标记说明：
[0029]1‑
背板，2
‑
槽钢Ⅰ，3
‑
面板，4
‑
气体导流板，5
‑
槽钢Ⅱ，6
‑
聚氨酯泡沫，7
‑
蜂窝层下面板，8
‑
蜂窝结构钢，9
‑
蜂窝层上面板。
具体实施方式
[0030]下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。
[0031]一种多层功能导流式防护结构，包括基础防护组件和功能层；
[0032]所述基础防护组件包括面板、背板以及用于功能层固定结构。
[0033]所述功能层包括气体导流板、聚氨酯泡沫层、蜂窝结构钢、设置在蜂窝结构钢上方的上面板和设置在蜂窝结构钢下方的下面板。
[0034]所述面板主体的横截面为“U”形，面板底部开有若干小孔，孔径大小为30
‑
50mm；背板为方形板，面板与背板间形成一定的空间，在该空间内部设置功能层，面板与背板两端飞翼部分与车体连接。
[0035]所述面板与背板的材质为高强钢，底板的厚度比上板厚2
‑
4mm，上板的厚度为7
‑
10mm，所述面板的折弯处圆角过渡。
[0036]所述功能层固定结构包括设置在背板底部和面板上方的的左槽钢和右槽钢。
[0037]所述左槽钢和右槽钢相对侧开槽，所述功能层卡设在左槽钢和右槽钢的开槽内，所述功能层的高度与两个槽钢开槽内径相等。
[0038]所述左槽钢和右槽钢的上端通过螺栓与背板相连接，所述左槽钢和右槽钢的下端通过螺栓与面板相连接。
[0039]所述气体导流板主体为方形板，采用高强钢，其底部与侧面方向开有若干通孔；底部方向孔与面板底部的小孔分布位置与孔径大小一致，侧面方向孔与底部方向孔的孔径一致，与底部方向孔相交并贯通。
[0040]所述聚氨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多层功能导流式防护结构，其特征在于，包括面板(3)，背板(1)，功能层和功能层固定结构；面板(1)的横截面为“U”型，“U”型板两侧设有水平设置的翻边，面板(1)和背板(1)之间形成空间，功能层通过功能层固定结构固定在面板和背板形成的空间内，面板(1)底面上设有多列平行设置的小孔；功能层包括从下到上设置的气体导流板(4)，聚氨酯泡沫(6)和蜂窝板；气体导流板(4)设有多个平行设置的长通孔，长通孔的位置和尺寸与面板上的每一列小孔分别对应，长通孔的下侧壁上设有多个分别与面板底面上的小孔相连通的短通孔；当爆轰气流经面板(3)上的小孔到达功能层时，首先逸入气体导流板(4)，气体在膨胀的过程中通过气体导流板(4)的长通孔流出至防护结构外侧。2.根据权利要求1所述的防护结构，其特征在于，气体导流板(4)底部方向的短通孔与面板底部的小孔分布位置与孔径大小一致，侧面长通孔与底部短通孔的孔径一致，与底部短通孔相交并贯通。3.根据权利要求2所述的防护结构，其特征在于，功能层固定结构包括设置在面板两侧壁的槽钢，槽钢横截面呈“[”型，槽钢下底面和面板可拆卸连接，功能层的两侧通过槽钢固定。4.根据权利要求3所述的防护结构，其特征在于，槽钢底面和上面均设有通孔，侧壁面设有减重孔，面板(1)的翻边上设有减重孔；面板(3)的翻边和背板(1)连接，且设置在车辆需要防护部分的底部。5.根据权利要求4所述的防护...

【专利技术属性】
技术研发人员：李高伟，卢嘉伟，王显会，孙晓旺，彭兵，张进成，皮大伟，王洪亮，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：