CN115060117A - 一种结合预应力梁的车辆底部爆炸防护结构 - Google Patents

Abstract

本发明为一种结合预应力梁的车辆底部爆炸防护结构。包括防雷板和多个支撑梁；防雷板上平行设置有多个肋板，两侧肋板的横截面为倒“L”型，中部肋板的横截面呈“T”型，肋板上板和防雷板之间行成安装卡槽；支撑梁的横截面呈类“几”字型的轴对称结构，由上板、侧板和侧板端部的翻边组成，上板和侧板的夹角均为100‑150°，侧板和翻边的夹角为90°，支撑梁两侧的翻边分别安装在相邻肋板的安装卡槽内，支撑梁处于被压缩状态，上板和侧板近似垂直设置，对防雷板提供预应力。本发明在受力变形过程中将更快的进入应力因变曲线中的平台段，在平台段应力的小范围变化能够使材料产生更大的变形，利用材料的变形将吸收更多爆炸产生的能量，从而提高车辆的防护能力。

Description

一种结合预应力梁的车辆底部爆炸防护结构

技术领域

本发明属于车辆防护领域，具体涉及一种结合预应力梁的车辆底部爆炸防护结构。

背景技术

简易爆炸装置(Improvised Explosive Device，IED)在战争中被大量使用。来自这些爆炸杀伤武器产生的冲击作用在车辆的底板上，造成底甲板迅速大量变形并传递极高的加速度冲击至车内乘员，造成乘员受伤甚至死亡。

对于此类的爆炸威胁，采用底部防护组件提高车辆抗底部爆炸冲击能力的方式被世界各国广泛使用。目前对组件的研究主要集中在形状设计上，利用不同形状对冲击波的偏执作用从而提高组件对车俩的防护作用，目前常见的有“V”型防护组件，“U”型防护组件。然而对组件形状的改变本身不仅受制于车辆其它结构的制约，还受车辆机动性能和通过性等因素约束，导致车辆的防护能力没法进一步的提升；同时爆炸冲击具有很强的局部性，组件整体形状的改变仍然无法避免组件在局部位置上遭受到强烈的爆炸冲击作用，从而传递至车内乘员身上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结合预应力梁的车辆底部爆炸防护结构。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种结合预应力梁的车辆底部爆炸防护结构，包括防雷板和多个支撑梁；

防雷板上平行设置有多个肋板，防雷板两侧的肋板的横截面为倒“L”型，中部的肋板的横截面呈“T”型，肋板上板和防雷板之间行成安装卡槽；

支撑梁的横截面呈类“几”字型的轴对称结构，由上板、侧板和侧板端部的翻边组成，上板和侧板的夹角均为100-150°，侧板和翻边的夹角为90°，支撑梁两侧的翻边分别安装在相邻肋板的安装卡槽内，支撑梁处于被压缩状态，上板和侧板近似垂直设置，从而对防雷板提供预应力。

进一步的，支撑梁的上板和侧板的夹角均为120°。

进一步的，肋板和防雷板为一体结构。

进一步的，防雷板的材质为高强钢。

进一步的，支撑梁的宽度为60-100mm。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

(1)本发明是由防雷板和支撑梁组成的组件，支撑梁通过挤压变形后安装进防雷板的卡槽中，变形后的支撑梁利用回弹趋势对防雷板提供了预应力；由于预应力的存在，防雷板在受力变形过程中将更快的进入应力因变曲线中的平台段；在应力应变曲线的平台段，应力的小范围变化能够使材料产生更大的变形，利用材料的变形将吸收更多爆炸产生的能量，从而提高车辆的整体防护能力。

(2)爆炸载荷有非常强的局部性，而此防护结构中单个预应力单元与结构受爆炸冲击最严重的局部结构尺度相当或者更小，从而更好的发挥预应力防护效果。

(3)底部爆炸发生时，防护组件主要受到向上的冲击，冲击力将沿着竖直方向传递至车内的乘员身上；支撑梁所提供的预应力主要沿着板件的平行方向，与爆炸载荷方向呈现一定的夹角，对向上传递的冲击力能有很好的抵消作用。

附图说明

图1为本发明防护组件结构的三维示意图。

图2为本发明支撑梁的结构示意图。

图3为本发明防雷板示意图。

附图标记说明：

1-防雷板，2-支撑梁，3-安装卡槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

如图1-3所示，一种结合预应力梁的车辆底部爆炸防护组件，通过支撑梁对底部防雷板提供预应力，在爆炸环境下使防雷板产生更大的变形，吸收更多的爆炸能量；由横向预应力抵消部分向上传递的冲击，同时较小的预应力单元设计针对爆炸载荷的强局部性也有很好的防护作用。综上，有效提高了车辆的防护能力。

所述防护组件包括防雷板1、数个支撑梁2。支撑梁2通过预压后安装在卡槽3内。

其中防雷板1由防雷钢板组成，对车辆具有很好的防护作用，其上端有凸起的“T”形肋结构，与防雷板的上表面形成卡槽3。支撑梁3的结构大致呈“几”字形，两个侧面与上端成大约120°的夹角，端部与侧面呈垂直关系。安装时先将支撑梁3两端预压，然后将脚端安装进卡槽3内。

当底部爆炸发生时，冲击率先作用在防雷板1上。支撑梁2由于被压缩后具有很强的回弹趋势，从而对防雷板1提供预应力。防雷板1由于存在了预应力，受到冲击后，将更快进去应力应变曲线的平台段，在应力应变曲线的此阶段，应力的变化将会引发材料相对更大的变形，通过材料的变形将吸收更多爆炸产生的能量。受爆炸冲击整个防雷板1的运动以及载荷的传递方向主要向上，而支撑梁2提供的预应力以水平方向为主，对防雷板1向上的运动以及向上传递的爆炸载荷都有很好的抵消，减小了传递至车内乘员身上的力。爆炸载荷具有很强的局部性，每个支撑梁2宽度为80mm以便提供较小的应力单元，更好的发挥预应力的防护效果。

Claims (5)

1.一种结合预应力梁的车辆底部爆炸防护结构，其特征在于，包括防雷板(1)和多个支撑梁(2)；

防雷板(1)上平行设置有多个肋板，防雷板(1)两侧的肋板的横截面为倒“L”型，中部的肋板的横截面呈“T”型，肋板上板和防雷板之间行成安装卡槽；

支撑梁(2)的横截面呈类“几”字型的轴对称结构，由上板、侧板和侧板端部的翻边组成，上板和侧板的夹角均为100-150°，侧板和翻边的夹角为90°，支撑梁(2)两侧的翻边分别安装在相邻肋板的安装卡槽内，支撑梁(2)处于被压缩状态，上板和侧板近似垂直设置，从而对防雷板(1)提供预应力。

2.根据权利要求1所述的防护结构，其特征在于，支撑梁(2)的上板和侧板的夹角均为120°。

3.根据权利要求2所述的防护结构，其特征在于，肋板和防雷板为一体结构。

4.根据权利要求3所述的防护结构，其特征在于，防雷板(1)的材质为高强钢。

5.根据权利要求4所述的防护结构，其特征在于，支撑梁的宽度为60-100mm。

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