[發明專利]一種輕量化FRP-八面體點陣組合防護結構及其設計方法

在審

• 申請號: 202110654312.4
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113415052A
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 陳力;李琪瑤;曹銘津
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B32B27/02
• 分類號: B32B27/02;B32B27/32;B32B15/20;B32B15/085;B32B15/14;B32B3/20;G06F30/17;G06F30/23;F41H11/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 徐爾東

1.一種輕量化FRP-八面體點陣組合防護結構，其特征在于：包括FRP面層，其包括FRP上面板和FRP下面板，在FRP上面板和FRP下面板之間夾設八面體點陣芯層。

2.根據權利要求1所述的輕量化FRP-八面體點陣組合防護結構，其特征在于：所述的八面體點陣芯層包括若干個八面體芯體，且若干個八面體芯體并列排布在FRP上面板和FRP下面板之間，每個八面體芯體的頂端、底端分別與FRP上面板、FRP下面板接觸形成節點。

3.根據權利要求2所述的輕量化FRP-八面體點陣組合防護結構，其特征在于：所述的八面體芯體包括八根桿件，每四根桿件構成一個錐形狀結構，兩個錐形狀結構的底面貼合，每個錐形狀結構的錐頂分別與相鄰的FRP上面板或者FRP下面板貼合。

4.根據權利要求3所述的輕量化FRP-八面體點陣組合防護結構，其特征在于：所述桿件的橫截面為方形，方形的邊長范圍為1mm-5mm。

5.根據權利要求3所述的輕量化FRP-八面體點陣組合防護結構，其特征在于：每個八面體芯體的頂端至底端的距離即高度范圍為10mm-60mm；

八面體芯體內桿件與錐形狀結構底面夾角范圍為35°-60°。

6.根據權利要求3所述的輕量化FRP-八面體點陣組合防護結構，其特征在于：所述桿體采用鋁合金制作。

7.根據權利要求1所述的輕量化FRP-八面體點陣組合防護結構，其特征在于：所述的FRP上面板和FRP下面板均采用超高分子量聚乙烯纖維經過高溫軋制形成層合板。

8.根據權利要求1所述的輕量化FRP-八面體點陣組合防護結構，其特征在于：所述的FRP上面板和FRP下面板的厚度范圍均在10mm-30mm。

9.根據權利要求1所述的輕量化FRP-八面體點陣組合防護結構，其特征在于：在FRP上面板或者FRP下面板朝向外部的一側均噴涂聚脲涂層。

10.一種基于權利要求1至權利要求9任一所述輕量化FRP-八面體點陣組合防護結構的設計方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

第一步，在有限元軟件中建立防護結構的模型；

第二步，對建立的防護結構模型進行正交試驗，根據因素水平和考察指標建立正交試驗表，采用極差分析法，確定因素水平的最優參數組合；

第三步，根據獲取的最優參數組合制備FRP上面板、FRP下面板以及八面體點陣芯層；其中，八面體點陣芯層內的八面體芯體制作步驟為：

第31步，采用電火花切割法在鋁合金薄板上切割出八面體芯體的桁架平面以及中間面片，

第32步，在中間面片與桁架平面固結的位置切割形成槽口，

第33步，將切割完畢的桁架平面依次十字扣合在中間面片的槽口內，形成八面體芯體；

第四步，每個八面體芯體的頂端、底端分別與FRP上面板、FRP下面板粘結形成節點。