[發明專利]一種面向爆炸載荷的固液氣三相吸能方法及防護結構

有效

• 申請號: 202110148233.6
• 申請日: 2021-02-03
• 公開（公告）號: CN112874103B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 黃廣炎;朱煒;馮順山;卞曉兵;周穎;劉春美
• 申請（專利權）人: 北京理工大學;公安部第一研究所
• 主分類號: B32B27/40
• 分類號: B32B27/40;B32B27/30;B32B27/32;B32B27/06;B32B27/08;B32B15/20;B32B15/18;B32B15/095;B32B15/082;B32B15/085;B32B33/00;F42D5/05
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 代麗

1.一種面向爆炸載荷的固液氣三相吸能防護結構，其特征在于，包括吸能層（1）、沖擊波緩沖層（2）和稀疏波抑制層（3）；其中，所述吸能層（1）為填充有可壓縮液體的多孔泡沫；所述可壓縮液體為納米多孔材料液體或含氣泡液體；所述沖擊波緩沖層（2）設置在吸能層的迎爆面，為固氣雙相結構；沖擊波緩沖層（2）中的固氣兩相材料之間存在波阻抗差異，采用孔泡沫材料、點陣結構材料、蜂窩材料或負泊松比材料制成；所述稀疏波抑制層（3）設置在吸能層（1）的背爆面，其波阻抗比吸能層（1）的等效波阻抗高50倍以上，采用硬鋁合金、鈦合金或甘油。

2.如權利要求1所述的面向爆炸載荷的固液氣三相吸能防護結構，其特征在于，所述納米多孔材料液體為：將納米多孔材料加入到非浸潤液體中形成；所述含氣泡液體為：將氣體充裝至液體中形成。

3.如權利要求2所述的面向爆炸載荷的固液氣三相吸能防護結構，其特征在于，所述納米多孔材料為沸石β、納米多孔硅石或碳納米管；非浸潤液體為水或甘油。

4.如權利要求2所述的面向爆炸載荷的固液氣三相吸能防護結構，其特征在于，所述含氣泡液體中的液體為水、甘油或乙二醇。

5.如權利要求1~4任意一項所述的面向爆炸載荷的固液氣三相吸能防護結構，其特征在于，所述多孔泡沫采用高分子聚合泡沫或金屬泡沫。

6.如權利要求1所述的面向爆炸載荷的固液氣三相吸能防護結構，其特征在于，所述多孔泡沫為聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫、聚乙烯泡沫、泡沫鋁或泡沫銅。

7.如權利要求1所述的面向爆炸載荷的固液氣三相吸能防護結構，其特征在于，可壓縮液體和多孔泡沫的面外壓縮平臺應力的差異不超過10%。

8.如權利要求1所述的面向爆炸載荷的固液氣三相吸能防護結構，其特征在于，所述沖擊波緩沖層采用閉孔聚氨酯泡沫或泡沫鋼。

9.一種面向爆炸載荷的固液氣三相吸能防護方法，其特征在于，設置吸能層，并在吸能層的迎爆面設置沖擊波緩沖層，在吸能層的背爆面設置稀疏波抑制層；其中，所述吸能層為在多孔泡沫中填充可壓縮液體，所述可壓縮液體為納米多孔材料液體或含氣泡液體；所述沖擊波緩沖層為固氣雙相結構，沖擊波緩沖層中的固氣兩相材料之間存在波阻抗差異，采用多孔泡沫材料、點陣結構材料、負泊松比材料或蜂窩材料制成；所述稀疏波抑制層的波阻抗比吸能層的等效波阻抗高50倍以上，采用硬鋁合金、鈦合金或甘油。

10.如權利要求9所述的面向爆炸載荷的固液氣三相吸能防護方法，其特征在于，所述可壓縮液體為：將納米多孔材料加入到非浸潤液體中形成的納米多孔材料液體；或者為：將氣體充裝至液體中形成的含氣泡液體。

11.如權利要求9所述的面向爆炸載荷的固液氣三相吸能防護方法，其特征在于，所述納米多孔材料液體中，納米多孔材料為沸石β、納米多孔硅石或碳納米管，非浸潤液體為水或甘油；所述含氣泡液體中的液體為水、甘油或乙二醇。

12.如權利要求9所述的面向爆炸載荷的固液氣三相吸能防護方法，其特征在于，所述多孔泡沫采用高分子聚合泡沫或金屬泡沫。

13.如權利要求12所述的面向爆炸載荷的固液氣三相吸能防護方法，其特征在于，所述多孔泡沫為聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫、聚乙烯泡沫、泡沫鋁或泡沫銅。

14.如權利要求9~13任意一項所述的面向爆炸載荷的固液氣三相吸能防護方法，其特征在于，采用面外壓縮的平臺應力差異不超過10%的可壓縮液體和多孔泡沫。

15.如權利要求14所述的面向爆炸載荷的固液氣三相吸能防護方法，其特征在于，所述沖擊波緩沖層采用閉孔聚氨酯泡沫、泡沫鋁或泡沫鋼。