[發明專利]釘扎型承載/防護一體化高強聚乙烯復合裝甲艙壁結構

在審

• 申請號: 201710472278.2
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN109131724A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 侯海量;方志威;李永清
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: B63B3/56
• 分類號: B63B3/56;B63B3/68
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及釘扎型承載/防護一體化高強聚乙烯復合裝甲艙壁結構，由夾芯板和帽形加強筋組成。所述夾芯板由前面板、緩沖隔熱層、高強聚乙烯纖維抗彈層、吸能隔熱層、后面板和約束纖維釘組成。所述前、后面板位于夾芯板兩側，提供結構所需的剛度與強度和一定的抗高速破片侵徹能力；所述緩沖隔熱層、吸能隔熱層位于面板與高強聚乙烯纖維抗彈層之間，用于保護高強聚乙烯纖維抗彈層免受高溫影響；所述高強聚乙烯纖維抗彈層用于抵御高速破片侵徹；所述約束纖維釘用于貫穿夾芯板，提高夾芯板的層間強度，減少弱界面層間失效，使夾芯板能夠充分發揮抗侵徹性能以便更有效抵御高速破片侵徹；所述帽形加強筋用于提高艙壁結構的強度與剛度。

技術領域

本發明涉及艦船上層建筑艙壁結構，尤其涉及一種用于抵御反艦導彈戰斗部爆炸產生高速破片的承載/防護一體化的艙壁結構。

背景技術

反艦導彈戰斗部爆炸后產生的大量高速破片對艦船上層建筑里的重要設備和人員安全構成巨大威脅，上層建筑的裝甲防護日益受到關注。傳統的艦船上層建筑為鋼結構，重量大、抗沖擊吸能特性一般。纖維增強復合材料具有低密度、高比剛度、高比強度、抗沖擊能力強等眾多優良特性，并且可設計性好、成型方便和可維修性能優異。在滿足結構強度和剛度的要求下，纖維增強復合材料可設計成艦船上層建筑艙壁結構。高強聚乙烯纖維增強復合材料是目前投入使用抗彈性能最優異的纖維增強復合材料，但高強聚乙烯纖維復合材料不耐高溫，持續的高溫會使高強聚乙烯纖維軟化燒蝕、從而降低其抗彈性能。可將高強聚乙烯纖維增強材料和隔熱材料組合使用。高強聚乙烯纖維增強材料和隔熱材料之間的粘結強度與高強聚乙烯纖維增強材料板層間強度相比為弱連接，弱連接界面的抗剪強度低。在高速破片撞擊時，靶板弱連接界面容易發生失效從而降低艙壁結構的整體防護性能。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述背景技術存在的不足，提出一種用于上層建筑艙壁結構的釘扎型承載/防護一體化高強聚乙烯復合裝甲艙壁結構。

為實現上述目的本發明采用如下技術方案：釘扎型承載/防護一體化高強聚乙烯復合裝甲艙壁結構，由夾芯板和帽形加強筋組成。所述夾芯板由前面板、緩沖隔熱層、高強聚乙烯纖維抗彈層、吸能隔熱層、后面板和約束纖維釘組成。所述前、后面板位于夾芯板最外層，提供結構所需的剛度與強度，并具有一定的抗高速破片侵徹能力；所述緩沖隔熱層位于前面板與高強聚乙烯纖維抗彈層之間，用于保護高強聚乙烯纖維抗彈層免受高溫影響并在高速破片撞擊時產生預變形，提高夾芯板抗侵徹性能；所述高強聚乙烯纖維抗彈層用于吸收高速破片動能，抵御高速破片侵徹；所述吸能隔熱層位于高強聚乙烯纖維抗彈層與后面板之間，用于保護高強聚乙烯纖維抗彈層能夠在高溫下保持抗彈性能，并為高強聚乙烯纖維抗彈層變形提供空間；所述約束纖維釘用于貫穿夾芯板，提高夾芯板的層間強度，減少弱界面層間失效，使夾芯板能夠充分發揮抗侵徹性能以便更有效抵御高速破片侵徹；所述帽形加強筋用于提高艙壁結構的強度與剛度。

在上述方案中，所述前、后面板可以采用纖維增強復合材料；所述纖維增強復合材料優選為高強度玻璃纖維、高強度碳纖維、玄武巖纖維及其混雜纖維增強復合材料。

在上述方案中，所述緩沖隔熱層、吸能隔熱層可以采用容重輕、導熱系數小的隔熱材料。所述隔熱材料優選為氣凝膠氈、PVC泡沫、酚醛泡沫塑料和納基隔熱軟氈。

在上述方案中，所述高強聚乙烯纖維抗彈層的形狀可以采用平板。所述平板優選為方形平板、矩形平板、正六邊形平板。

在上述方案中，所述約束纖維釘的材料可以采用纖維增強復合材料。所述纖維增強復合材料優選為高強度玻璃纖維、高強度碳纖維、玄武巖纖維及其混雜纖維增強復合材料。

在上述方案中，所述約束纖維釘的形狀可以采用柱形。所述柱形優選為圓柱形、方柱形和棱柱形。

在上述方案中，所述帽形加強筋的可采用纖維增強復合材料。所述纖維增強復合材料優選為高強度玻璃纖維、高強度碳纖維、玄武巖纖維及其混雜纖維增強復合材料。