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[發(fā)明專利]陶瓷體填充彈性?shī)A芯復(fù)合防護(hù)結(jié)構(gòu)在審

專利信息
申請(qǐng)?zhí)枺?/td> 201710588138.1 申請(qǐng)日: 2017-07-17
公開(公告)號(hào): CN109269350A 公開(公告)日: 2019-01-25
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: 侯海量;李典;李永清 申請(qǐng)(專利權(quán))人: 中國(guó)人民解放軍海軍工程大學(xué)
主分類號(hào): F41H5/04 分類號(hào): F41H5/04
代理公司: 暫無(wú)信息 代理人: 暫無(wú)信息
地址: 430033 湖北省武漢市*** 國(guó)省代碼: 湖北;42
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摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 彈性層 低波 后面板 陶瓷填充 破片 爆炸沖擊能量 復(fù)合防護(hù)結(jié)構(gòu) 爆炸沖擊波 彈性?shī)A 前面板 陶瓷體 衰減 填充 碎裂 沖擊動(dòng)能 固定陶瓷 陶瓷材料 陶瓷碎片 鑲嵌固定 沖擊波 近距離 填充體 戰(zhàn)斗部 動(dòng)能 墩粗 抗爆 吸能 吸收 粘接 延遲 破碎 侵蝕 爆炸 導(dǎo)彈 支撐 聯(lián)合
【說明書】:

發(fā)明涉及陶瓷體填充彈性?shī)A芯復(fù)合防護(hù)結(jié)構(gòu),由前面板、前低波阻彈性層、陶瓷填充體、后低波阻彈性層和后面板組成。前面板用于吸收爆炸沖擊波能量;前、后低波阻彈性層用于粘接前、后面板,固定陶瓷填充體,衰減爆炸沖擊能量與載荷,提高前、后面板的抗爆吸能能力;陶瓷填充體緊密鑲嵌固定于前、后低波阻彈性層中,用于侵蝕、墩粗、碎裂高速破片,改變其侵徹方向,分散其沖擊動(dòng)能;后面板用于支撐陶瓷填充體,延遲其發(fā)生破碎的時(shí)間,吸收爆炸沖擊波能量和高速破片、陶瓷碎片的殘余動(dòng)能。該結(jié)構(gòu)充分利用了陶瓷材料抗侵徹和前、后低波阻彈性層衰減爆炸沖擊能量與載荷的特性,可以抵御導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部近距離爆炸下所形成的沖擊波和高速破片的聯(lián)合毀傷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于抗爆抗沖擊防護(hù)結(jié)構(gòu),尤其涉及一種抗沖擊波和破片聯(lián)合作用的陶瓷體填充彈性?shī)A芯復(fù)合防護(hù)結(jié)構(gòu),用于抵御導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部近距爆炸下所形成的聯(lián)合毀傷。

背景技術(shù)

隨著科技發(fā)展,現(xiàn)代導(dǎo)彈不僅裝藥威力不斷增加,而且具有極強(qiáng)的機(jī)動(dòng)突防能力和精確制導(dǎo)能力,其往往可距目標(biāo)結(jié)構(gòu)很近距離下爆炸以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)結(jié)構(gòu)最大程度的毀傷破壞。

導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部近炸會(huì)產(chǎn)生爆炸沖擊波和高速破片兩種毀傷元素。其中爆炸沖擊波是一種典型的面沖擊載荷,需要吸能結(jié)構(gòu)吸收其沖擊能量,或者采用波阻匹配形式阻隔其沖擊能;而高速破片則屬點(diǎn)沖擊載荷,能量密集度高,需要波阻抗大或高密度的介質(zhì)將其耗散成面載荷,再采用吸能結(jié)構(gòu)吸收。

采用低波阻的彈性層和高強(qiáng)度金屬材料或纖維增強(qiáng)復(fù)合材料形成夾芯結(jié)構(gòu)可以有效阻隔、吸收爆炸沖擊波的能量,抵御爆炸沖擊波的破壞作用。目前,最典型的低波阻彈性材料有聚脲,聚脲彈性體由半預(yù)聚體、端氨基聚醚、胺擴(kuò)鏈劑等原料組成,造價(jià)低廉,質(zhì)量輕,具有良好的耐磨、耐沖擊性、延伸性等綜合力學(xué)性能。采用噴涂技術(shù)成型,涂覆后可快速固化,對(duì)金屬和非金屬具有很強(qiáng)的粘附力特性,不易脫落。基于這些優(yōu)良特性,聚脲彈性體近年來(lái)作為一種新興的防護(hù)材料被研究人員應(yīng)用于防護(hù)工程領(lǐng)域。2000年,美國(guó)海軍在艦艇上涂覆聚脲彈性體以提高爆炸防護(hù)能力。2005年,美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)在車輛底部和頭盔內(nèi)側(cè)噴涂聚脲彈性體可有效減少爆炸沖擊波對(duì)車輛和人員的傷害。由此可知,聚脲彈性體涂覆結(jié)構(gòu)方式可有效提高結(jié)構(gòu)的抗爆性能。

陶瓷材料可以有效侵蝕、墩粗、碎裂爆炸產(chǎn)生的高速破片,分散其的沖擊動(dòng)能,提高背板的吸能能力。因此,在低波阻彈性層中填充抗彈陶瓷體,并以其為芯層,制作陶瓷體填充彈性?shī)A芯復(fù)合防護(hù)結(jié)構(gòu),可以充分利用兩者在抗爆和抗彈方面的性能特點(diǎn),抵御導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部近炸沖擊波和高速破片。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供了一種陶瓷體填充彈性?shī)A芯復(fù)合防護(hù)結(jié)構(gòu),其目的在于抵御導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部近距離爆炸下所形成的沖擊波和破片的聯(lián)合毀傷。

為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:陶瓷體填充彈性?shī)A芯復(fù)合防護(hù)結(jié)構(gòu),由前面板、前低波阻彈性層、陶瓷填充體、后低波阻彈性層和后面板組成。

所述前面板,用于吸收爆炸所產(chǎn)生的沖擊波能量,并將其轉(zhuǎn)化為變形能;所述前低波阻彈性層,用于粘接前面板和陶瓷填充體,提高前面板的抗爆能力,減緩前面板對(duì)陶瓷填充體的沖擊,削弱作用于陶瓷填充體的沖擊能量;所述陶瓷填充體,緊密鑲嵌固定于前、后低波阻彈性層中,可分為頭部和柱體部分,頭部朝向前面板一側(cè),用于改變高速破片侵徹方向,侵蝕、墩粗、碎裂爆炸產(chǎn)生的高速破片,分散高速破片的沖擊動(dòng)能;所述后低波阻彈性層,用于粘接陶瓷填充體和后面板,衰減作用于后面板的沖擊能量與載荷,提高后面板的吸能能力;所述后面板,一方面用于支撐陶瓷填充體,延遲陶瓷填充體發(fā)生破碎的時(shí)間,從而充分侵蝕、墩粗和碎裂高速破片,另一方面用于吸收爆炸沖擊波能量和高速破片及陶瓷填充體碎片的殘余動(dòng)能。

在上述方案中,所述前面板、后面板可以采用高強(qiáng)度合金材料、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料;所述高強(qiáng)度合金材料優(yōu)選為高強(qiáng)鋼、高強(qiáng)鈦合金、高強(qiáng)鋁合金;所述纖維增強(qiáng)復(fù)合材料優(yōu)選為玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、芳綸纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、高強(qiáng)聚乙烯纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。

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