CN113844124B - 一种多层级复合防护结构及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种多层级复合防护结构及其制备方法，多层级复合防护结构包括：壳体、离散高韧层、防弹层、隔板、阻尼层和吸能层；壳体为一端开口的容置结构，内部依次设有离散高韧层、隔板和防弹层；离散高韧层包括若干预设形状的块体；阻尼层设置在防弹层表面；吸能层设置在阻尼层表面；吸能层包括开孔或闭孔的多孔结构。本申请可以形成高度的层级非均匀性复合结构，实现冲击弹体的高效偏转；离散高韧层减少了裂纹在离散高韧层内与防弹层内的扩展，使得弹体冲击时只在接触区域发生局部破坏；对离散高韧层内的块体进行更换还可以实现结构的重复利用；吸能层可根据防护需求调整多孔结构构型，实现轻质高效吸能，减少背部反作用力及透射能量。
Description
技术领域
本申请涉及冲击防护领域，特别是一种多层级复合防护结构及其制备方法。
背景技术
防护材料有多种分类方法，按照原材料的种类分，已有的防护材料主要有金属板防护材料、陶瓷板防护材料和组合防护材料等。
金属板防护材料强度高、韧性好，当遇到高速冲击侵彻时，金属板防护材料具有较高塑性变形能力且形变均匀，但是，金属防护材料质量大、易锈蚀、制造及处理工艺复杂、难于制作异型结构件，且在减轻负重与增强防护性能两者之间很难取得平衡；陶瓷板防护材料具有极高的强硬度、弹性模量和相对金属较低的密度，化学稳定性良好，耐高温、耐冲蚀和耐磨损，然而，由于陶瓷板材断裂韧性低、常温下热膨胀系数小、对加工工艺要求较高和抗多发弹打击能力差等缺点，均质陶瓷材料还不能单独用于防弹装甲的制造，常用的方法是将陶瓷材料与金属材料组合使用来改善其韧性、提高材料的防弹性能。
但是，现有的组合防护材料的单次防弹能力和抗多发弹打击能力一般，无法应对高强度的弹体冲击，并且生产成本较高，维护较为困难，难以重复使用。
发明内容
鉴于所述问题，提出了本申请以便提供克服所述问题或者至少部分地解决所述问题的一种多层级复合防护结构及其制备方法，包括：
一种多层级复合防护结构，应用于冲击防护领域，包括：壳体、离散高韧层、防弹层、隔板、阻尼层和吸能层；所述壳体为一端开口的容置结构；所述壳体内部由封闭端至开口端依次设有所述离散高韧层、所述隔板和所述防弹层；所述离散高韧层包括若干预设形状的块体；所述阻尼层设置在所述防弹层表面；所述吸能层设置在所述阻尼层表面；所述吸能层包括开孔或闭孔的多孔结构。
优选地，所述块体的形状包括球体、圆柱体、圆锥体、四棱柱、四棱锥、六棱柱或六棱锥中的一种或几种的组合。
优选地，当所述块体的形状为球体时，所述块体的直径为10-60mm；
当所述块体的形状为圆柱体或圆锥体时，所述块体的底面直径为10-60mm，高为20-50mm或100-500mm；
当所述块体的形状为正四棱柱或正四棱锥时，所述块体的底面边长为10-60mm，高为20-50mm或100-500mm；
当所述块体的形状为正六棱柱或正六棱锥时，所述块体的底面边长为5-30mm，高为20-50mm或100-500mm。
优选地，所述离散高韧层分别与所述壳体和所述隔板过盈配合。
优选地，所述离散高韧层还包括第一阻尼材料；所述第一阻尼材料填充在若干所述块体之间。
优选地，所述吸能层还包括第二阻尼材料；所述第二阻尼材料填充在所述多孔结构的孔隙内部。
优选地，所述块体的材质包括陶瓷、玻璃、树脂或水泥。
优选地，所述防弹层的材质包括砂石、水泥或混凝土。
优选地，所述吸能层的结构形式和材质可以依据被保护对象的冲击强度进行设置；具体地，当所述被保护对象的强度小于50MPa时，所述吸能层包括负泊松比结构，所述负泊松比结构的孔隙率为70％-95％，材质为钛合金或铝合金；当所述被保护对象的强度大于100MPa时，所述吸能层包括藕孔结构，所述藕孔结构的孔隙率为40％-60％，材质为铝合金或尼龙。
一种如上述所述的多层级复合防护结构的制备方法，所述壳体包括包络外壳和盖板，所述包络外壳为两端开口的容置结构；所述制备方法包括：
在所述包络外壳内部加入砂石、水泥或混凝土并静置，使所述砂石、所述水泥或所述混凝土在所述包络外壳内部形成所述防弹层；其中，所述防弹层的厚度小于所述包络外壳的深度；
在所述防弹层的表面放置所述隔板，并在所述隔板表面铺装若干所述块体，使所述块体在所述隔板表面形成所述离散高韧层；其中，所述离散高韧层、所述隔板与所述防弹层的厚度之和等于所述包络外壳的深度；
在所述离散高韧层表面放置所述盖板，并通过焊接使所述盖板与所述包络外壳固定连接；
在所述防弹层的另一表面依次放置或封装所述阻尼层和所述吸能层，得到所述多层级复合防护结构。
本申请具有以下优点：
在本申请的实施例中，包括壳体、离散高韧层、防弹层、隔板、阻尼层和吸能层；所述壳体为一端开口的容置结构；所述壳体内部由封闭端至开口端依次设有所述离散高韧层、所述隔板和所述防弹层；所述离散高韧层包括若干预设形状的块体；所述阻尼层设置在所述防弹层表面；所述吸能层设置在所述阻尼层表面；所述吸能层包括开孔或闭孔的多孔结构。本实施例可以形成高度的层级非均匀性复合结构，实现冲击弹体的高效偏转，从而大幅提高单次防弹能力；所述离散高韧层减少了裂纹在所述离散高韧层内与所述防弹层内的扩展，使得弹体冲击时只在接触区域发生局部破坏，可以有效提高抗多发弹打击能力；对所述离散高韧层内的所述块体进行更换还可以实现结构的重复利用，经济便捷；所述吸能层可根据防护需求调整多孔结构构型，实现轻质高效吸能，减少背部反作用力及透射能量。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对本申请的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请第一实施例提供的一种多层级复合防护结构的结构示意图；
图2是本申请第二实施例提供的一种多层级复合防护结构的结构示意图；
图3是本申请第三实施例提供的一种多层级复合防护结构的结构示意图；
图4是本申请第四实施例提供的一种多层级复合防护结构的结构示意图；
图5是本申请第五实施例提供的一种多层级复合防护结构的结构示意图；
图6是本申请任一实施例提供的一种多层级复合防护结构中包络外壳的结构示意图；
图7是本申请任一实施例提供的一种多层级复合防护结构中盖板的结构示意图；
图8是本申请第五实施例提供的一种多层级复合防护结构中负泊松比结构的结构示意图；
图9是本申请第五实施例提供的一种多层级复合防护结构中藕孔结构的结构示意图。
说明书附图中的附图标记如下：
1、壳体；11、包络外壳；12、盖板；121、通孔；2、隔板；3、离散高韧层；31、块体；4、防弹层；5、阻尼层；6、吸能层。
具体实施方式
为使本申请的所述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，在本申请任一实施例中，所述多层级复合防护结构应用于冲击防护领域，包括各类人防工程的出入口和建筑防护墙。
参照图1，示出了本申请第一实施例提供的一种多层级复合防护结构，包括：壳体1、离散高韧层3、防弹层4和隔板2；所述壳体1为一端开口的容置结构；所述壳体1内部由封闭端至开口端依次设有所述离散高韧层3、所述隔板2和所述防弹层4；所述离散高韧层3包括若干预设形状的块体31。
本实施例可以形成高度的层级非均匀性复合结构，实现冲击弹体的高效偏转，从而大幅提高单次防弹能力；所述离散高韧层3减少了裂纹在所述离散高韧层3内与所述防弹层4内的扩展，使得弹体冲击时只在接触区域发生局部破坏，可以有效提高抗多发弹打击能力；对所述离散高韧层3内的所述块体31进行更换还可以实现结构的重复利用，经济便捷。
下面，将对本示例性实施例中一种多层级复合防护结构作进一步地说明。
作为一种示例，所述壳体1和所述隔板2的材质为金属，优选为钢；所述壳体1和所述隔板2可以将所述离散高韧层3包裹在内，防止所述块体31散落。所述壳体1为一端开口的容置结构(例如桶状或盒状结构)，用于所述多层级复合防护结构制备时的整体成型，由包络外壳11和盖板12组成(参照图6-7)，其中，所述包络外壳11为两端开口的容置结构，所述盖板12设置在所述包络外壳11的一开口处，并且通过焊接的方式与所述包络外壳11紧密连接。
本实施例中，所述块体31的形状包括球体、圆柱体、圆锥体、四棱柱、四棱锥、六棱柱或六棱锥中的一种或几种的组合(参照图1-3，分别示出了本申请第一至第三实施例提供的一种多层级复合防护结构)。在其他实施例中，所述块体31还可以是其他不规则实心结构。需要说明的是，所述离散高韧层3可以包括若干形状相同的所述块体31，例如球体、圆柱体、圆锥体、四棱柱、四棱锥、六棱柱或六棱锥中的任意一种，也可以包括若干形状不同的所述块体31，例如球体、圆柱体、圆锥体、四棱柱、四棱锥、六棱柱和六棱锥中的任意几种组合；当所述离散高韧层3包括若干形状相同的所述块体31时，所述块体31的尺寸可以相同，也可以不同。
本实施例中，所述块体31的形状优选为球体、圆柱体、圆锥体、正四棱柱、正四棱锥、正六棱柱或正六棱锥中的一种或几种的组合；
当所述块体31的形状为球体时，所述块体31的直径为10-60mm，优选为10mm、35mm或60mm；
当所述块体31的形状为圆柱体或圆锥体时，所述块体31的底面直径为10-60mm，优选为10mm、35mm或60mm，高为20-50mm或100-500mm，优选为20mm、35mm、50mm、100mm、300mm或500mm；
当所述块体31的形状为正四棱柱或正四棱锥时，所述块体31的底面边长为10-60mm，优选为10mm、35mm或60mm，高为20-50mm或100-500mm，优选为20mm、35mm、50mm、100mm、300mm或500mm；
当所述块体31的形状为正六棱柱或正六棱锥时，所述块体31的底面边长为5-30mm，优选为5mm、17.5mm或30mm，高为20-50mm或100-500mm，优选为20mm、35mm、50mm、100mm、300mm或500mm。
本实施例中，所述离散高韧层3分别与所述壳体1和所述隔板2过盈配合。需要说明的是，当所述离散高韧层3与所述壳体1和所述隔板2之间存在预压力时，所述多层级复合防护结构的防弹效果将进一步提升。
本实施例中，所述离散高韧层3还包括第一阻尼材料；所述第一阻尼材料填充在若干所述块体31之间。所述第一阻尼材料可以是砂石、水泥或混凝土；通过在若干所述块体31之间填充所述第一阻尼材料，可以进一步提升防护效果。
本实施例中，所述块体31的材质包括陶瓷、玻璃、树脂或水泥，优选为陶瓷，通过选用硬度较高的材料制备所述块体31，可以增加所述离散高韧层3的冲击韧性、实现冲击弹体的高效偏转。
本实施例中，所述防弹层4的材质包括砂石、水泥或混凝土，优选为混凝土，所述防弹层4可以有效阻止弹体的侵入，进一步偏转弹体。
参照图4，本实施例中，还包括：阻尼层5；所述阻尼层5设置在所述防弹层4表面。所述阻尼层5为模块化独立结构，可以直接置于所述防弹层4表面，也可以通过焊接、铆接、杆件连接等常规连接方式封装至所述防弹层4表面；所述阻尼层5的材质为弹性阻尼材料，包括橡胶或聚氨酯，通过将所述阻尼层5设置于拉伸变形较大处，可以有效减少材料的拉伸变形，减少结构破坏。
参照图5，本实施例中，还包括：吸能层6；所述吸能层6设置在所述阻尼层5表面；所述吸能层6包括开孔或闭孔的多孔结构。所述吸能层6为模块化独立结构，可以直接置于所述阻尼层5表面，也可以通过焊接、铆接、杆件连接等常规连接方式封装至所述阻尼层5表面；所述吸能层6可以吸收冲击波能量，减少结构背部的应力。需要说明的是，在其他实施例中，所述多层级复合防护结构可以不包含所述阻尼层5，此时，所述吸能层6直接设置在所述防弹层4表面。
本实施例中，所述吸能层6的结构形式和材质可以依据被保护对象的冲击强度(即被保护对象(即被防护的物体，例如建筑墙体)在不受破坏的情况下可以承受的最大冲击强度)进行设置。具体地，当所述被保护对象的冲击强度小于50MPa时，所述吸能层6包括负泊松比结构(参照图8)，所述负泊松比结构的孔隙率为70％-95％，材质为钛合金或铝合金；当所述被保护对象的冲击强度大于100MPa时，所述吸能层6包括藕孔结构(参照图9)，所述藕孔结构的孔隙率为40％-60％，材质为铝合金或尼龙。
本实施例中，所述吸能层6还包括第二阻尼材料；所述第二阻尼材料填充在所述多孔结构的孔隙内部。所述第二阻尼材料可以是砂石、水泥或混凝土；通过在所述多孔结构的孔隙内部填充所述第二阻尼材料，可以进一步提升防护效果。
本实施例中，所述壳体1和所述隔板2的厚度为1-3mm，优选为1mm、2mm或3mm；所述离散高韧层3的厚度为5-500mm，优选为5mm、200mm或500mm；所述防弹层4的厚度为5-500mm，优选为5mm、200mm或500mm；所述阻尼层5的厚度为0.1-2mm，优选为0.1mm、1mm或2mm；所述吸能层6的厚度为5-500mm，优选为5mm、200mm或500mm。
在一具体实现中，所述多层级复合防护结构包括：壳体1、离散高韧层3、防弹层4和隔板2；所述壳体1为一端开口的容置结构；所述壳体1内部由封闭端至开口端依次设有所述离散高韧层3、所述隔板2和所述防弹层4；所述离散高韧层3包括若干块体31；所述块体31的形状为球体，直径为10mm；所述壳体1和所述隔板2的厚度分别为1mm；所述离散高韧层3和所述防弹层4的厚度分别为5mm；所述块体31的材质为陶瓷；所述防弹层4的材质为砂石。
在另一具体实现中，所述多层级复合防护结构包括：壳体1、离散高韧层3、防弹层4和隔板2；所述壳体1为一端开口的容置结构；所述壳体1内部由封闭端至开口端依次设有所述离散高韧层3、所述隔板2和所述防弹层4；所述离散高韧层3分别与所述壳体1和所述隔板2过盈配合；所述离散高韧层3包括若干块体31；所述块体31的形状为球体，直径为35mm；所述壳体1和所述隔板2的厚度分别为2mm；所述离散高韧层3和所述防弹层4的厚度分别为200mm；所述块体31的材质为玻璃；所述防弹层4的材质为水泥。
在另一具体实现中，所述多层级复合防护结构包括：壳体1、离散高韧层3、防弹层4和隔板2；所述壳体1为一端开口的容置结构；所述壳体1内部由封闭端至开口端依次设有所述离散高韧层3、所述隔板2和所述防弹层4；所述离散高韧层3分别与所述壳体1和所述隔板2过盈配合；所述离散高韧层3包括若干块体31以及填充在若干所述块体31之间的第一阻尼材料；所述块体31的形状为球体，直径为60mm；所述壳体1和所述隔板2的厚度分别为3mm；所述离散高韧层3和所述防弹层4的厚度分别为500mm；所述块体31的材质为树脂；所述防弹层4的材质为混凝土。
在另一具体实现中，所述多层级复合防护结构包括：壳体1、离散高韧层3、防弹层4、隔板2和阻尼层5；所述壳体1为一端开口的容置结构；所述壳体1内部由封闭端至开口端依次设有所述离散高韧层3、所述隔板2和所述防弹层4；所述离散高韧层3分别与所述壳体1和所述隔板2过盈配合；所述阻尼层5设置在所述防弹层4表面；所述离散高韧层3包括若干块体31以及填充在若干所述块体31之间的第一阻尼材料；所述块体31的形状为圆柱体，底面直径为10mm，高为20mm；所述壳体1和所述隔板2的厚度分别为1mm；所述离散高韧层3和所述防弹层4层的厚度分别为100mm；所述阻尼层5的厚度为0.1mm；所述块体31的材质为水泥；所述防弹层4的材质为砂石；所述阻尼层5的材质为橡胶。
在另一具体实现中，所述多层级复合防护结构包括：壳体1、离散高韧层3、防弹层4、隔板2和阻尼层5；所述壳体1为一端开口的容置结构；所述壳体1内部由封闭端至开口端依次设有所述离散高韧层3、所述隔板2和所述防弹层4；所述离散高韧层3分别与所述壳体1和所述隔板2过盈配合；所述阻尼层5设置在所述防弹层4表面；所述离散高韧层3包括若干块体31以及填充在若干所述块体31之间的第一阻尼材料；所述块体31的形状为圆锥体，底面直径为35mm，高为50mm；所述壳体1和所述隔板2的厚度分别为2mm；所述离散高韧层3和所述防弹层4的厚度分别为300mm；所述阻尼层5的厚度为1mm；所述块体31的材质为陶瓷；所述防弹层4的材质为水泥；所述阻尼层5的材质为聚氨酯。
在另一具体实现中，所述多层级复合防护结构包括：壳体1、离散高韧层3、防弹层4、隔板2、阻尼层5和吸能层6；所述壳体1为一端开口的容置结构；所述壳体1内部由封闭端至开口端依次设有所述离散高韧层3、所述隔板2和所述防弹层4；所述离散高韧层3分别与所述壳体1和所述隔板2过盈配合；所述阻尼层5设置在所述防弹层4表面；所述吸能层6设置在所述阻尼层5表面；所述离散高韧层3包括若干块体31以及填充在若干所述块体31之间的第一阻尼材料；所述块体31的形状为圆柱体，底面直径为60mm，高为100mm；所述吸能层6为负泊松比结构，孔隙率为70％；所述壳体1和所述隔板2的厚度分别为3mm；所述离散高韧层3和所述防弹层4的厚度分别为400mm；所述阻尼层5的厚度为2mm；所述吸能层6的厚度为5mm；所述块体31的材质为玻璃；所述防弹层4的材质为混凝土；所述阻尼层5的材质为橡胶；所述吸能层6的材质为钛合金。
在另一具体实现中，所述多层级复合防护结构包括：壳体1、离散高韧层3、防弹层4、隔板2、阻尼层5和吸能层6；所述壳体1为一端开口的容置结构；所述壳体1内部由封闭端至开口端依次设有所述离散高韧层3、所述隔板2和所述防弹层4；所述离散高韧层3分别与所述壳体1和所述隔板2过盈配合；所述阻尼层5设置在所述防弹层4表面；所述吸能层6设置在所述阻尼层5表面；所述离散高韧层3包括若干块体31以及填充在若干所述块体31之间的第一阻尼材料；所述块体31的形状为正四棱柱，底面边长为10mm，高为20mm；所述吸能层6为负泊松比结构，孔隙率为95％；所述壳体1和所述隔板2的厚度分别为1.5mm；所述离散高韧层3和所述防弹层4的厚度分别为50mm；所述阻尼层5的厚度为0.5mm；所述吸能层6的厚度为200mm；所述块体31的材质为树脂；所述防弹层4的材质为砂石；所述阻尼层5的材质为聚氨酯；所述吸能层6的材质为铝合金。
在另一具体实现中，所述多层级复合防护结构包括：壳体1、离散高韧层3、防弹层4、隔板2、阻尼层5和吸能层6；所述壳体1为一端开口的容置结构；所述壳体1内部由封闭端至开口端依次设有所述离散高韧层3、所述隔板2和所述防弹层4；所述离散高韧层3分别与所述壳体1和所述隔板2过盈配合；所述阻尼层5设置在所述防弹层4表面；所述吸能层6设置在所述阻尼层5表面；所述离散高韧层3包括若干块体31以及填充在若干所述块体31之间的第一阻尼材料；所述块体31的形状为正四棱锥，底面边长为35mm，高为50mm；所述吸能层6为藕孔结构，孔隙率为40％；所述壳体1和所述隔板2的厚度分别为2.5mm；所述离散高韧层3和所述防弹层4的厚度分别为150mm；所述阻尼层5的厚度为1.5mm；所述吸能层6的厚度为500mm；所述块体31的材质为水泥；所述防弹层4的材质为水泥；所述阻尼层5的材质为橡胶；所述吸能层6的材质为铝合金。
在另一具体实现中，所述多层级复合防护结构包括：壳体1、离散高韧层3、防弹层4、隔板2、阻尼层5和吸能层6；所述壳体1为一端开口的容置结构；所述壳体1内部由封闭端至开口端依次设有所述离散高韧层3、所述隔板2和所述防弹层4；所述离散高韧层3分别与所述壳体1和所述隔板2过盈配合；所述阻尼层5设置在所述防弹层4表面；所述吸能层6设置在所述阻尼层5表面；所述离散高韧层3包括若干块体31以及填充在若干所述块体31之间的第一阻尼材料；所述块体31的形状包括正四棱柱和正四棱锥，其中，所述正四棱柱的底面边长为60mm，高为100mm，所述正四棱锥的底面边长为60mm，高为500mm；所述吸能层6为藕孔结构，孔隙率为60％；所述壳体1和所述隔板2的厚度分别为1.2mm；所述离散高韧层3和所述防弹层4的厚度分别为250mm；所述阻尼层5的厚度为0.5mm；所述吸能层6的厚度为100mm；所述块体31的材质为陶瓷；所述防弹层4的材质为混凝土；所述阻尼层5的材质为聚氨酯；所述吸能层6的材质为尼龙。
在另一具体实现中，所述多层级复合防护结构包括：壳体1、离散高韧层3、防弹层4、隔板2、阻尼层5和吸能层6；所述壳体1为一端开口的容置结构；所述壳体1内部由封闭端至开口端依次设有所述离散高韧层3、所述隔板2和所述防弹层4；所述离散高韧层3分别与所述壳体1和所述隔板2过盈配合；所述阻尼层5设置在所述防弹层4表面；所述吸能层6设置在所述阻尼层5表面；所述离散高韧层3包括若干块体31以及填充在若干所述块体31之间的第一阻尼材料；所述块体31的形状为正六棱柱，底面边长为5mm，高为20mm；所述吸能层6包括负泊松比结构以及填充在所述负泊松比结构的孔隙内部的第二阻尼材料；所述负泊松比结构的孔隙率为80％；所述壳体1和所述隔板2的厚度分别为1.8mm；所述离散高韧层3和所述防弹层4的厚度分别为350mm；所述阻尼层5的厚度为0.8mm；所述吸能层6的厚度为300mm；所述块体31的材质为玻璃；所述防弹层4的材质为砂石；所述阻尼层5的材质为橡胶；所述负泊松比结构的材质为钛合金。
在另一具体实现中，所述多层级复合防护结构包括：壳体1、离散高韧层3、防弹层4、隔板2和吸能层6；所述壳体1为一端开口的容置结构；所述壳体1内部由封闭端至开口端依次设有所述离散高韧层3、所述隔板2和所述防弹层4；所述离散高韧层3分别与所述壳体1和所述隔板2过盈配合；所述吸能层6设置在所述防弹层4表面；所述离散高韧层3包括若干块体31以及填充在若干所述块体31之间的第一阻尼材料；所述块体31的形状为正六棱锥，底面边长为17.5mm，高为50mm；所述吸能层6包括藕孔结构以及填充在所述藕孔结构的孔隙内部的第二阻尼材料；所述藕孔结构的孔隙率为50％；所述壳体1和所述隔板2的厚度分别为2.2mm；所述离散高韧层3和所述防弹层4的厚度分别为450mm；所述吸能层6的厚度为400mm；所述块体31的材质为树脂；所述防弹层4的材质为水泥；所述藕孔结构的材质为铝合金。
在另一具体实现中，所述多层级复合防护结构包括：壳体1、离散高韧层3、防弹层4、隔板2、阻尼层5和吸能层6；所述壳体1为一端开口的容置结构；所述壳体1内部由封闭端至开口端依次设有所述离散高韧层3、所述隔板2和所述防弹层4；所述离散高韧层3分别与所述壳体1和所述隔板2过盈配合；所述阻尼层5设置在所述吸能层4表面；所述吸能层6设置在所述阻尼层5表面；所述离散高韧层3包括若干块体31以及填充在若干所述块体31之间的第一阻尼材料；所述块体31的形状包括正六棱柱和正六棱锥，其中，所述正六棱柱的底面边长为30mm，高为100mm，所述正六棱锥的底面边长为30mm，高为500mm；所述吸能层6包括负泊松比结构以及填充在所述负泊松比结构的孔隙内部的第二阻尼材料；所述负泊松比结构的孔隙率为90％；所述壳体1和所述隔板2的厚度分别为2.8mm；所述离散高韧层3的厚度为300mm；所述防弹层4的厚度为400mm；所述阻尼层5的厚度为1.8mm；所述吸能层6的厚度为250mm；所述块体31的材质为水泥；所述防弹层4的材质为混凝土；所述阻尼层5的材质为聚氨酯；所述负泊松比结构的材质为铝合金。
本实施例中，还提供一种如上述第一至第三实施例中任一所述的多层级复合防护结构的制备方法，所述壳体1包括包络外壳11和盖板12，所述包络外壳11为两端开口的容置结构；所述制备方法包括：
在所述包络外壳11内部加入砂石、水泥或混凝土并静置，使所述砂石、所述水泥或所述混凝土在所述包络外壳11内部形成所述防弹层4；其中，所述防弹层4的厚度小于所述包络外壳11的深度；
在所述防弹层4的表面放置所述隔板2，并在所述隔板2表面铺装若干所述块体31，使所述块体31在所述隔板2表面形成所述离散高韧层3；其中，所述离散高韧层3、所述隔板2与所述防弹层4的厚度之和等于所述包络外壳11的深度；
在所述离散高韧层3表面放置所述盖板12，并通过焊接使所述盖板12与所述包络外壳11固定连接，得到所述多层级复合防护结构。
本实施例中，所述盖板12表面设有用于注入填充材料的通孔121；在所述离散高韧层3表面放置所述盖板12，并通过焊接使所述盖板12与所述包络外壳11固定连接的步骤之后，还包括：
通过所述通孔121向所述包络外壳11内部灌入第一流体阻尼材料并静置，使所述第一流体阻尼材料在所述块体31之间形成所述第一阻尼材料。
本实施例中，还提供一种如上述第四实施例所述的多层级复合防护结构的制备方法，所述壳体1包括包络外壳11和盖板12，所述包络外壳11为两端开口的容置结构；所述制备方法包括：
在所述包络外壳11内部加入砂石、水泥或混凝土并静置，使所述砂石、所述水泥或所述混凝土在所述包络外壳11内部形成所述防弹层4；其中，所述防弹层4的厚度小于所述包络外壳11的深度；
在所述防弹层4的表面放置所述隔板2，并在所述隔板2表面铺装若干所述块体31，使所述块体31在所述隔板2表面形成所述离散高韧层3；其中，所述离散高韧层3、所述隔板2与所述防弹层4的厚度之和等于所述包络外壳11的深度；
在所述离散高韧层3表面放置所述盖板12，并通过焊接使所述盖板12与所述包络外壳11固定连接；
在所述防弹层4的另一表面放置或封装所述阻尼层5，得到所述多层级复合防护结构。
本实施例中，还提供一种如上述第五实施例所述的多层级复合防护结构的制备方法，所述壳体1包括包络外壳11和盖板12，所述包络外壳11为两端开口的容置结构；所述制备方法包括：
在所述包络外壳11内部加入砂石、水泥或混凝土并静置，使所述砂石、所述水泥或所述混凝土在所述包络外壳11内部形成所述防弹层4；其中，所述防弹层4的厚度小于所述包络外壳11的深度；
在所述防弹层4的表面放置所述隔板2，并在所述隔板2表面铺装若干所述块体31，使所述块体31在所述隔板2表面形成所述离散高韧层3；其中，所述离散高韧层3、所述隔板2与所述防弹层4的厚度之和等于所述包络外壳11的深度；
在所述离散高韧层3表面放置所述盖板12，并通过焊接使所述盖板12与所述包络外壳11固定连接；
在所述防弹层4的另一表面依次放置或封装所述阻尼层5和所述吸能层6，得到所述多层级复合防护结构。
需要说明的是，所述阻尼层5和所述吸能层6均为模块化独立结构，可以直接放置于其他结构体表面，也可通过焊接、铆接、杆件连接等常规连接方式封装到其他结构体表面。当所述吸能层6为负泊松比结构或藕孔结构时，还可以向所述负泊松比结构或所述藕孔结构的孔隙内部灌入第二流体阻尼材料并静置，使所述第二流体阻尼材料在所述孔隙内部形成所述第二阻尼材料；所述第一流体阻尼材料和所述第二流体阻尼材料可以是自流平水泥。
尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本申请所提供的一种多层级复合防护结构及其制备方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (4)
1.一种多层级复合防护结构，应用于冲击防护领域，其特征在于，包括：壳体、离散高韧层、防弹层、隔板、阻尼层和吸能层；所述壳体为一端开口的容置结构；所述壳体内部由封闭端至开口端依次设有所述离散高韧层、所述隔板和所述防弹层；所述离散高韧层分别与所述壳体和所述隔板过盈配合；所述离散高韧层包括若干预设形状的块体和填充在若干所述块体之间的第一阻尼材料；所述块体的形状包括球体、圆柱体、圆锥体、四棱柱、四棱锥、六棱柱或六棱锥中的一种或几种的组合；当所述块体的形状为球体时，所述块体的直径为10-60mm；当所述块体的形状为圆柱体或圆锥体时，所述块体的底面直径为10-60mm，高为20-50mm或100-500mm；当所述块体的形状为正四棱柱或正四棱锥时，所述块体的底面边长为10-60mm，高为20-50mm或100-500mm；当所述块体的形状为正六棱柱或正六棱锥时，所述块体的底面边长为5-30mm，高为20-50mm或100-500mm；所述块体的材质包括陶瓷、玻璃、树脂或水泥；所述防弹层的材质包括砂石、水泥或混凝土；所述阻尼层设置在所述防弹层表面；所述吸能层设置在所述阻尼层表面；所述吸能层包括通孔或闭孔的多孔结构。
2.根据权利要求1所述的多层级复合防护结构，其特征在于，所述吸能层还包括第二阻尼材料；所述第二阻尼材料填充在所述多孔结构的孔隙内部。
3.根据权利要求1所述的多层级复合防护结构，其特征在于，所述吸能层的结构形式和材质可以依据被保护对象的冲击强度进行设置；当所述被保护对象的强度小于50MPa时，所述吸能层包括负泊松比结构，所述负泊松比结构的孔隙率为70％-95％，材质为钛合金或铝合金；当所述被保护对象的强度大于100MPa时，所述吸能层包括藕孔结构，所述藕孔结构的孔隙率为40％-60％，材质为铝合金或尼龙。
4.一种如权利要求1所述的多层级复合防护结构的制备方法，其特征在于，所述壳体包括包络外壳和盖板，所述包络外壳为两端开口的容置结构；所述制备方法包括：
在所述包络外壳内部加入砂石、水泥或混凝土并静置，使所述砂石、所述水泥或所述混凝土在所述包络外壳内部形成所述防弹层；其中，所述防弹层的厚度小于所述包络外壳的深度；
在所述防弹层的表面放置所述隔板，并在所述隔板表面铺装若干所述块体，使所述块体在所述隔板表面形成所述离散高韧层；其中，所述离散高韧层、所述隔板与所述防弹层的厚度之和等于所述包络外壳的深度；
在所述离散高韧层表面放置所述盖板，并通过焊接使所述盖板与所述包络外壳固定连接；
在所述防弹层的另一表面依次放置或封装所述阻尼层和所述吸能层，得到所述多层级复合防护结构。
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Citations (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2147062C1 (ru) * | 1999-07-27 | 2000-03-27 | ЗАО "Корпорация "Арктур" | Стена защищаемого помещения |
| RU2008101629A (ru) * | 2008-01-15 | 2009-07-20 | Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии (RU) | Локализующее устройство для радиографических исследований взрывных процессов |
| CN102506624A (zh) * | 2011-11-07 | 2012-06-20 | 西安交通大学 | 一种泄压式防爆罐 |
| CN202770328U (zh) * | 2012-01-11 | 2013-03-06 | 陈照峰 | 一种复合结构防弹材料板 |
| CN103388388A (zh) * | 2013-07-29 | 2013-11-13 | 中南大学 | 一种具有防弹防爆功能的墙面砖防护结构 |
| CN105479855A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-04-13 | 中国科学院力学研究所 | 一种网络化阻尼减振复合材料及其制备方法 |
| CN107355026A (zh) * | 2017-09-13 | 2017-11-17 | 沈阳建筑大学 | 轻质耗能防弹防爆墙 |
| CN206655346U (zh) * | 2017-01-24 | 2017-11-21 | 昆山叁庆环保科技有限公司 | 一种仿实木树脂环纤粉玻塑墙体 |
| CN108032567A (zh) * | 2017-12-30 | 2018-05-15 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种仿啄木鸟头部的抗冲击结构及其制作方法 |
| CN207570421U (zh) * | 2017-11-17 | 2018-07-03 | 重庆交通建设(集团)有限责任公司 | 一种稳定性安全爆破防护装置 |
| CN207597631U (zh) * | 2017-09-13 | 2018-07-10 | 沈阳建筑大学 | 轻质耗能防弹防爆墙 |
| CN207922974U (zh) * | 2018-03-09 | 2018-09-28 | 邓安仲 | 多层曲面柱胞作为爆炸冲击吸能层的防护结构 |
| CN108680062A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-10-19 | 中国人民解放军军事科学院国防工程研究院 | 高抗力防弹抗爆复合结构及其制作方法 |
| CN208704557U (zh) * | 2018-05-21 | 2019-04-05 | 平湖市瑞阳精密机械有限公司 | 一种抗变形能力强的移动防爆箱 |
| CN109707985A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-05-03 | 西北工业大学 | 吸能结构 |
| CN110006303A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-07-12 | 江南大学 | 一种阻挡爆炸冲击波应急防爆材料 |
| CN209742125U (zh) * | 2018-08-06 | 2019-12-06 | 徐轶群 | 一种隔音防火保温外墙 |
| CN209817163U (zh) * | 2019-01-09 | 2019-12-20 | 青岛市人防建筑设计研究院 | 一种人防抗爆墙体结构 |
| CN110806146A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-02-18 | 青岛沙木新材料有限公司 | 蜂窝阻尼单元多层复合吸能材料及其制备 |
| CN111119397A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-05-08 | 北京理工大学 | 一种墙体防爆增强模块、防爆墙及其制备方法 |
| CN111236459A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-06-05 | 山东大学 | 一种半主动多孔自供能多维减振器 |
| CN111236727A (zh) * | 2020-01-09 | 2020-06-05 | 洛阳理工学院 | 一种填充夹心球体抗侵彻墙及其制作方法 |
| CN211526059U (zh) * | 2019-10-16 | 2020-09-18 | 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 | 一种承力结构 |
| CN111945927A (zh) * | 2020-08-17 | 2020-11-17 | 西南科技大学 | 一种抗爆抗冲击复合墙板的构建方法 |
| CN112832398A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-25 | 安徽建顾减隔震科技有限公司 | 结合碰撞阻尼的箱式调谐颗粒质量阻尼装置 |
| CN112854514A (zh) * | 2021-02-19 | 2021-05-28 | 山西聚脲防护材料有限公司 | 一种轻质高抗爆单元板及其防护产品 |
| CN113211819A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-08-06 | 湖南艾尔防务技术有限公司 | 复合防爆桶及纤维复合曲面构件成型方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2684845B1 (es) * | 2017-03-31 | 2019-06-20 | Fhecor Ingenieros Consultores S A | Sistema de proteccion anti-explosiones para barreras de amortiguamiento |
-
2021
- 2021-09-16 CN CN202111087236.XA patent/CN113844124B/zh active Active
Patent Citations (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2147062C1 (ru) * | 1999-07-27 | 2000-03-27 | ЗАО "Корпорация "Арктур" | Стена защищаемого помещения |
| RU2008101629A (ru) * | 2008-01-15 | 2009-07-20 | Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии (RU) | Локализующее устройство для радиографических исследований взрывных процессов |
| CN102506624A (zh) * | 2011-11-07 | 2012-06-20 | 西安交通大学 | 一种泄压式防爆罐 |
| CN202770328U (zh) * | 2012-01-11 | 2013-03-06 | 陈照峰 | 一种复合结构防弹材料板 |
| CN103388388A (zh) * | 2013-07-29 | 2013-11-13 | 中南大学 | 一种具有防弹防爆功能的墙面砖防护结构 |
| CN105479855A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-04-13 | 中国科学院力学研究所 | 一种网络化阻尼减振复合材料及其制备方法 |
| CN206655346U (zh) * | 2017-01-24 | 2017-11-21 | 昆山叁庆环保科技有限公司 | 一种仿实木树脂环纤粉玻塑墙体 |
| CN107355026A (zh) * | 2017-09-13 | 2017-11-17 | 沈阳建筑大学 | 轻质耗能防弹防爆墙 |
| CN207597631U (zh) * | 2017-09-13 | 2018-07-10 | 沈阳建筑大学 | 轻质耗能防弹防爆墙 |
| CN207570421U (zh) * | 2017-11-17 | 2018-07-03 | 重庆交通建设(集团)有限责任公司 | 一种稳定性安全爆破防护装置 |
| CN108032567A (zh) * | 2017-12-30 | 2018-05-15 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种仿啄木鸟头部的抗冲击结构及其制作方法 |
| CN207922974U (zh) * | 2018-03-09 | 2018-09-28 | 邓安仲 | 多层曲面柱胞作为爆炸冲击吸能层的防护结构 |
| CN208704557U (zh) * | 2018-05-21 | 2019-04-05 | 平湖市瑞阳精密机械有限公司 | 一种抗变形能力强的移动防爆箱 |
| CN108680062A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-10-19 | 中国人民解放军军事科学院国防工程研究院 | 高抗力防弹抗爆复合结构及其制作方法 |
| CN209742125U (zh) * | 2018-08-06 | 2019-12-06 | 徐轶群 | 一种隔音防火保温外墙 |
| CN109707985A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-05-03 | 西北工业大学 | 吸能结构 |
| CN209817163U (zh) * | 2019-01-09 | 2019-12-20 | 青岛市人防建筑设计研究院 | 一种人防抗爆墙体结构 |
| CN110006303A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-07-12 | 江南大学 | 一种阻挡爆炸冲击波应急防爆材料 |
| CN211526059U (zh) * | 2019-10-16 | 2020-09-18 | 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 | 一种承力结构 |
| CN110806146A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-02-18 | 青岛沙木新材料有限公司 | 蜂窝阻尼单元多层复合吸能材料及其制备 |
| CN111236727A (zh) * | 2020-01-09 | 2020-06-05 | 洛阳理工学院 | 一种填充夹心球体抗侵彻墙及其制作方法 |
| CN111119397A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-05-08 | 北京理工大学 | 一种墙体防爆增强模块、防爆墙及其制备方法 |
| CN111236459A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-06-05 | 山东大学 | 一种半主动多孔自供能多维减振器 |
| CN111945927A (zh) * | 2020-08-17 | 2020-11-17 | 西南科技大学 | 一种抗爆抗冲击复合墙板的构建方法 |
| CN112832398A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-25 | 安徽建顾减隔震科技有限公司 | 结合碰撞阻尼的箱式调谐颗粒质量阻尼装置 |
| CN112854514A (zh) * | 2021-02-19 | 2021-05-28 | 山西聚脲防护材料有限公司 | 一种轻质高抗爆单元板及其防护产品 |
| CN113211819A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-08-06 | 湖南艾尔防务技术有限公司 | 复合防爆桶及纤维复合曲面构件成型方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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