[發明專利]一種一體化復合填充點陣夾層構成的彈體結構

有效

• 申請號: 202010541317.1
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111775511B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 袁武;宋宏偉;王江濤;馬特;黃晨光
• 申請（專利權）人: 中國科學院力學研究所
• 主分類號: B32B1/08
• 分類號: B32B1/08;B32B3/20;B32B3/22;B32B33/00;B32B27/20;B32B27/28;B32B9/00;B32B9/04;B32B3/28;B32B27/12;B32B15/08;B32B15/18;F42B5/26
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

1.一種一體化復合填充點陣夾層構成的彈體結構，其特征在于，包括：

外殼體，為圓柱形空心直管；

內殼體，為圓柱形空心直管，且套在外殼體內；

點陣柱殼，由點陣結構形成的空心圓柱形立體夾層，且安裝在外殼體和內殼體之間；

填充材料，根據彈體不同的抵抗要求填充在點陣柱殼內的材料；

涂層，利用不同材料涂覆在外殼體的表面，滿足彈體不同情況下的抗性要求。

2.根據權利要求1所述的彈體結構，其特征在于，

所述點陣柱殼為采用高溫合金材料GH625、不銹鋼材料、鋁合金材料或碳纖維復合材料制成的金字塔型點陣結構。

3.根據權利要求1所述的彈體結構，其特征在于，

所述填充材料包括隔熱型材料和燒蝕型材料。

4.根據權利要求3所述的彈體結構，其特征在于，

所述隔熱型材料為液態的多孔陶瓷填充至點陣柱殼內固化后形成。

5.根據權利要求3所述的彈體結構，其特征在于，

所述燒蝕型材料由碳顆粒和硅樹脂材料混合而成，密度為1.0g/cm³，其中碳顆粒的質量占比為40％。

6.根據權利要求1所述的彈體結構，其特征在于，

所述涂層包括用于防范高能連續激光輻照的鋁反射涂層。

7.根據權利要求1所述的彈體結構，其特征在于，

所述外殼體的直徑大于0.5米，長度大于0.5米。

8.根據權利要求1所述的彈體結構，其特征在于，

所述點陣柱殼與所述填充材料之間通過彈性模量的匹配，進而提高點陣柱殼的抗軸壓屈曲與內壓強度。

9.根據權利要求8所述的彈體結構，其特征在于，

所述匹配過程如下：首先獲取點陣柱殼的彈性模量E_c和剪切模量G_c：

其中E_s為母材彈性模量；

在點陣柱殼內填充填充材料后的剪切模量與彈性模量通過下式計算：

單位面積夾層柱殼臨界屈曲載荷表示為：

其中υ為材料泊松比，c₁為邊界條件和芯層構型的控制參數，

后續數值和實驗中夾層柱殼結構幾何參數由下述公式給出：

λ＝[12(1-ν²)]^1/4{R₁/[(R₂w)^1/2]} (6)

根據夾層結構面板和芯層應變變形協調關系，夾層柱殼的軸壓臨界失效載荷表示為：

由此可以確定，填充材料能夠提升夾層柱殼的彈性模量，從而提高臨界屈曲載荷。