CZ29817U1 - Material for absorption of explosion energy - Google Patents
Material for absorption of explosion energy Download PDFInfo
- Publication number
- CZ29817U1 CZ29817U1 CZ2016-32618U CZ201632618U CZ29817U1 CZ 29817 U1 CZ29817 U1 CZ 29817U1 CZ 201632618 U CZ201632618 U CZ 201632618U CZ 29817 U1 CZ29817 U1 CZ 29817U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- explosion
- microspheres
- absorption
- material according
- core
- Prior art date
Links
Description
Oblast technikyTechnical field
Technické řešení se týká materiálu určeného k užití jako velmi lehké jádro sendvičových stěn pro absorpci účinku tlakové vlny při výbuchu.The technical solution relates to a material intended to be used as a very lightweight core of sandwich walls for absorbing the effect of a shock wave in an explosion.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
V současnosti se jádra konstrukcí odolávajících výbuchu zhotovují především z materiálů na bázi kovových voštin a polymemích a metalických pěn, případně i z jejich kombinace. Není-li kladen důraz na hmotnost a umožňuje-li to konečné řešení konstrukce, použijí se s výhodou zásypy pískem či hrubším kamenivem.At present, the cores of explosion-proof constructions are made mainly of materials based on metal honeycombs and polymers and metallic foams, or even a combination thereof. If weight is not emphasized and the final design of the structure permits, sand or coarse aggregates are preferably used.
Nejčastěji používaným materiálem pro lehké konstrukce jsou kovové voštiny. V panelu podle US 4198454 určeném k ochraně objektů před střelami z lehkých zbraní, před výbuchem a žárem tvoří voštinová deska jednu vrstvu, která má kompenzovat právě účinky výbuchu.The most commonly used materials for lightweight construction are metal honeycombs. In a panel according to US 4198454 intended to protect objects from light bullets, explosion and heat, the honeycomb plate forms a single layer to compensate for the effects of the explosion.
US patent 4352484 popisuje zařízení určené pro vozidla k absorpci energie při nárazu. Je tvořeno několika vrstvami, které mají hexagonální voštinovou strukturu vyplněnou polyuretanovou pěnou. Kovové voštiny a pěny jsou z hlediska účinků dobrou variantou, avšak jejich použití u konstrukcí s nerovinnými tvary je omezeno.U.S. Pat. No. 4,352,484 describes a device for vehicles for absorbing energy on impact. It consists of several layers having a hexagonal honeycomb structure filled with polyurethane foam. Metal honeycombs and foams are a good variant in terms of effects, but their use in non-planar structures is limited.
Modulární panel odolný proti výbuchu podle US 7980165 má jádro tvořeno částicemi materiálu, jako např. hrudkami pemzy, které se účinkem výbuchu přemění na prach. Energie potřebná k rozprášení materiálu se odebírá z energie výbuchu a tím se tlumí jeho účinky.The explosion-proof modular panel of US 7980165 has a core consisting of particles of material, such as pumice lumps, which are converted into dust by the explosion. The energy required to atomise the material is taken from the energy of the explosion, thereby dampening its effects.
V EP 2721365 se popisuje systém ke snížení účinků výbuchu, určený pro spodek vojenských vozidel. Jádrem ochranné konstrukce je zde tuhá polyuretanová pěna s uzavřenými póry. Tento materiál se ve zvolené tloušťce nastříká na spodek vozidla a překryje ochranným plechem. Nevýhodou tohoto materiálu je hořlavost, která je pro užití v bezpečnostních konstrukcích limitujícím faktorem.EP 2721365 discloses an explosion reduction system intended for the underbody of military vehicles. The core of the protective structure is rigid, closed-cell polyurethane foam. This material is sprayed onto the underside of the vehicle at the selected thickness and covered with a protective sheet. The disadvantage of this material is flammability, which is a limiting factor for use in safety structures.
Užitný vzor CZ 28659 popisuje materiál pro absorpci výbuchu tvořený expandovaným anorganickým kamenivem pojeným organickou pryskyřicí. Tento kompozit dobře vyplňuje libovolné prostory a je nehořlavý, avšak pro některé aplikace může být jeho hmotnost příliš vysoká (objemová hmotnost se pohybuje mezi 350 a 650 kg.m'3).Utility model CZ 28659 describes an explosion absorption material consisting of an expanded inorganic aggregate bonded with an organic resin. This composite fills well in any space and is non-flammable, but for some applications its weight may be too high (bulk density is between 350 and 650 kg / m 3 ).
Pojmem „mikrosféry“ se obecně označují útvary na anorganické i organické bázi v podobě bublin o průměru menším než 0,5 mm. Vznikají ohřevem a expanzí drobných kapek výchozího materiálu - skla, plastické hmoty, případně se získají separováním z elektrárenského popílku. Mikrosféry nacházejí široké použití v řadě oborů, zejména pak ve stavebnictví jako plnivo do lehčených stavebních dílů. Jejich schopnost odolávat rázovým tlakovým vlnám zatím nebyla prověřována.The term 'microspheres' generally refers to both inorganic and organic formations in the form of bubbles with a diameter of less than 0.5 mm. They are created by heating and expansion of small drops of the starting material - glass, plastic, or they are obtained by separation from power fly ash. Microspheres are widely used in a variety of industries, especially in the construction industry as fillers for lightweight building components. Their ability to withstand shock pressure waves has not yet been tested.
Technické řešení si klade za úkol navrhnout kompozit, který při zachování výhod uvedeného řešení na bázi expandovaného anorganického kameniva absorbuje lépe energii tlakové vlny a vyznačuje se nízkou objemovou hmotností (do 200 kg.m'3).The object of the invention is to propose a composite which, while maintaining the advantages of the expanded inorganic aggregate solution, absorbs the pressure wave energy better and is characterized by a low bulk density (up to 200 kg / m < 3 & gt ; ).
Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution
Uvedený úkol řeší materiál pro absorpci energie výbuchu, jehož podstata spočívá v tom, že je tvořen kompozitem složeným ze 20-40 % hmotn. mikrosfér o průměru do 0,2 mm a 60-80 % hmotn. polymemího pojivá.The object of the present invention is to solve the explosion energy absorption material, which consists of a composite of 20-40 wt. % microspheres up to 0.2 mm in diameter and 60-80 wt. polymeric binder.
Vhodné mikrosféry mohou být na bázi skla, variantně nehořlavého polymeru; polymemí pojivo tvoří polyuretanová, epoxidová nebo polyesterová piyskyřice.Suitable microspheres may be based on glass, optionally a non-flammable polymer; the polymeric binder is a polyurethane, epoxy or polyester resin.
Ve výhodném složení je směs ke zhotovení kompozitu tvořena 35 až 40 % hmotn. mikrosfér o průměru 0,1 mm a 55 až 60 % hmotn. pojivá.In a preferred composition, the composite composition comprises 35 to 40 wt. % microspheres with a diameter of 0.1 mm and 55 to 60 wt. binders.
-1 CZ 29817 Ul-1 CZ 29817 Ul
Příklady uskutečnění technického řešeníExamples of technical solutions
Příklad 1Example 1
Byla připravena směs ke zhotovení lehkého kompozitu pro absorpci energie výbuchu o následujícím složení (vzorek označen SK-LG60). Takto připravený vzorek má objemovou hmotnost 165 kg.m'3.A blend was prepared to make a light explosion energy absorption composite of the following composition (sample labeled SK-LG60). The sample thus prepared has a density of 165 kg / m @ 3 .
Směs byla zaformována do tvaru desek o rozměrech 500 x 500 x 100 mm. Tyto desky byly následně použity jako jádro sendvičové konstrukce s plechovými stěnami po obou stranách jádra. Při výbuchových testech byla sledována poměrná deformace plechu strany odvrácené výbuchu. Přitom čím nižší je hodnota poměrné deformace, tím vyšší je absorpční schopnost materiálu.The mixture was formed into 500 x 500 x 100 mm plates. These plates were subsequently used as the core of a sandwich construction with sheet metal walls on both sides of the core. During the explosion tests, the relative deformation of the metal sheet of the side of the explosion was observed. The lower the value of relative deformation, the higher the absorption capacity of the material.
Poměrnou deformací se rozumí poměr naměřené hodnoty protažení plechu jeho dynamickým vychýlením k původnímu rozměru plechu. Vyšší hodnota deformace tedy značí vyšší dynamickou výchylku a s tím související nižší tlumící schopnost absorpčního materiálu.Relative deformation means the ratio of the measured value of the sheet elongation by its dynamic deflection to the original sheet size. Thus, a higher deformation value means a higher dynamic displacement and the associated lower damping ability of the absorbent material.
Příklad 2Example 2
Byla připravena směs ke zhotovení lehkého kompozitu pro absorpci energie výbuchu o následujícím složení (vzorek označen FP-LG15). Takto připravený vzorek má objemovou hmotnost 145 kg.m'3.A blend was prepared to make a light composite for absorbing the energy of an explosion of the following composition (sample labeled FP-LG15). The sample thus prepared has a bulk density of 145 kg / m @ 3 .
Směs byla zaformována do tvaru desek o rozměrech 500 x 500 x 100 mm. Tyto desky byly následně použity jako jádro sendvičové konstrukce s plechovými stěnami po obou stranách jádra. Při výbuchových testech byla sledována poměrná deformace strany odvrácené výbuchu. Přitom čím nižší je stanovená poměrná deformace, tím vyšší je absorpční schopnost materiálu.The mixture was formed into 500 x 500 x 100 mm plates. These plates were subsequently used as the core of a sandwich construction with sheet metal walls on both sides of the core. During the explosion tests, the relative deformation of the side of the averted explosion was monitored. The lower the relative deformation is, the higher the absorbency of the material.
Materiál se testoval v sendvičovém panelu, který měl následující skladbu: 4 mm ocelový plech, 100 mm absorpčního materiálu, 4 mm ocelový plech. Testování probíhalo tak, že byl vzorek umístěn ve zkušebním stavu, podepřen po celém obvodu a ve vzdálenosti 18 mm od čelní stěny sendviče byla odpálena nálož ekvivalentu 100 g TNT. Vzniklá tlaková vlna je velmi rychlá, působí na vzorek řádově v milisekundách.The material was tested in a sandwich panel having the following composition: 4 mm steel sheet, 100 mm absorbent material, 4 mm steel sheet. Testing was carried out by placing the specimen in a test bench, supporting it around the perimeter, and firing an equivalent of 100 g of TNT at a distance of 18 mm from the face of the sandwich. The resulting pressure wave is very fast, acting on the sample in milliseconds.
Jádro mělo v testované konstrukci podobu desky. Kompozitní jádro lze použít v kombinaci s dalšími materiály, např. v sendviči s betonem, ocelí, laminátem, apod. Materiálem v čerstvém stavuje možno rovněž vyplňovat různé mezery, například dutiny v podvozcích vozidel, případně meziprostory v bezpečnostních odpadkových koších a jiných prvcích s ochrannou funkcí.The core had the form of a plate in the construction under test. The composite core can be used in combination with other materials, eg sandwich with concrete, steel, laminate, etc. The material in the fresh state can also fill various gaps, for example cavities in vehicle chassis, or spaces in safety waste bins and other elements with protective functions.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2016-32618U CZ29817U1 (en) | 2016-07-27 | 2016-07-27 | Material for absorption of explosion energy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2016-32618U CZ29817U1 (en) | 2016-07-27 | 2016-07-27 | Material for absorption of explosion energy |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ29817U1 true CZ29817U1 (en) | 2016-09-27 |
Family
ID=57045757
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ2016-32618U CZ29817U1 (en) | 2016-07-27 | 2016-07-27 | Material for absorption of explosion energy |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ29817U1 (en) |
-
2016
- 2016-07-27 CZ CZ2016-32618U patent/CZ29817U1/en active Protection Beyond IP Right Term
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2018200285B2 (en) | Composite materials and uses thereof | |
Ma et al. | Blast response of gradient honeycomb sandwich panels with basalt fiber metal laminates as skins | |
TWI262123B (en) | Composite materials | |
US11001043B2 (en) | Composite products | |
Li et al. | Development of rubberized syntactic foam | |
US20110283873A1 (en) | Hybrid Periodic Cellular Material Structures, Systems, and Methods For Blast and Ballistic Protection | |
Reyes et al. | Quasi-static behaviour of crash components with steel skins and polymer foam cores | |
US20040067352A1 (en) | Rigid composite building materials and assemblies utilizing porous and non-porous rigid foamed core materials | |
Sukontasukkul et al. | Preliminary study on bullet resistance of double-layer concrete panel made of rubberized and steel fiber reinforced concrete | |
Bida et al. | Advances in precast concrete sandwich panels toward energy efficient structural buildings | |
CZ29817U1 (en) | Material for absorption of explosion energy | |
Salleh et al. | Study on compressive properties of syntactic foams for marine applications | |
CZ28659U1 (en) | Explosion energy absorbing material | |
EP0922568A1 (en) | Arid-polymer construction material | |
Onsalung et al. | The influence of foam density on specific energy absorption of rectangular steel tubes | |
Ji et al. | Novel sandwich panel with metallic millitube grid stiffened polymer core for impact mitigation | |
CZ35936U1 (en) | Sandwich element for absorbing the energy of an explosion | |
Wang et al. | Mechanical properties of rigid and flexible polyurethane foam in-situ foamed Nomex honeycomb | |
Meymand et al. | The collapse of fully hybrid and sectionally hybrid cylindrical energy absorbers under impact loading: an experimental and simulation-based investigation | |
CN203583770U (en) | Steel-skeleton expanded stone pressure relief plate and pressure relief structure utilizing same | |
El Maghraby et al. | Effect of External Expanded Polystyrene (EPS) Panels on Slabs Subjected to Impact Load | |
Kara et al. | Low velocity impact response of glass fiber reinforced aluminium foam sandwich | |
Goluch-Goreczna et al. | Lightweight construction of aluminum-cork sandwich composites in the transportation industry | |
Yusoff et al. | The Mechanical Properties of Corrugated Core Structures Based on Flax Fibre Composites | |
Gozzani et al. | Characteristics of glass based energy absorbers exposed to the blast load |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20160927 |
|
ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20200720 |
|
ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20230704 |