[發明專利]一種基于Kresling折紙的復合抗爆結構及其設計方法在審
| 申請號： | 202210150656.6 | 申請日： | 2022-02-14 |
| 公開（公告）號： | CN114659408A | 公開（公告）日： | 2022-06-24 |
| 發明（設計）人： | 陳力;李琪瑤;袁佳怡;曹銘津 | 申請（專利權）人： | 東南大學 |
| 主分類號： | F41H5/04 | 分類號： | F41H5/04;B32B27/20;B32B27/06;B32B13/00;B32B13/04;B32B3/08 |
| 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 |
| 地址： | 210000 *** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 kresling 折紙 復合 結構 及其 設計 方法 | ||
本發明涉及一種基于Kresling折紙的復合抗爆結構及其設計方法，包括上面板和下面板，在上面板和下面板之間設置Kresling折紙芯層；所述Kresling折紙芯層為上下邊界為正n多邊形，側面由2n個三角形構成；基于Kresling折紙的新型復合抗爆結構可在不使用時旋轉折疊，使用時展開，通過拼裝組合使其固定，從而具有較好的承載力，同時具有消波性能好，降低運輸成本等優點，具有較好的工程應用前景。
技術領域
本發明涉及一種基于Kresling折紙的復合抗爆結構及其設計方法，屬于復合抗爆防護結構。
背景技術
戰爭中的子彈射擊，流彈沖擊，嚴重威脅官兵得生命安全，而民間的煙花廠，化工廠等，也常因爆炸事故的發生造成慘重的經濟損失和人員傷亡，新型抗爆結構的設計與研究迫在眉睫。現有的鋼筋混凝土式防護體系自重大，構筑和搬運不便，且需要較長得時間進行養護，性能易受溫度變化的影響；填土式的防護體系依賴作戰區域的土地資源，應用范圍受限，這都推動著新型防護結構的出現，在滿足防護等級的基礎上同時具有輕量化，裝配式的特點。
已有研究表明，多層的復合抗爆結構可通過層間波阻抗的失配對爆炸沖擊波進行衰減，防護效果較好。現有的復合抗爆結構中常選用蜂窩、波紋等結構用作芯層，在一定程度上滿足了防護需求，但現有的結構仍存在體積大，運輸不便的缺點，且其消波能力和承載力都有進一步提高的空間。因此亟需研究出一種新型的抗爆結構，使其能夠解決運輸不便問題的同時提高消波、承載力。
發明內容
本發明提供一種基于Kresling折紙的復合抗爆結構及其設計方法，具有可折展的特性，不僅顯著降低爆炸沖擊波，而且降低了抗爆結構的運輸成本。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：
一種基于Kresling折紙的復合抗爆結構，包括上面板和下面板，在上面板和下面板之間設置Kresling折紙芯層；
上面板、Kresling折紙芯層以及下面板構成的抗爆結構本體可拉伸或者折疊；
作為本發明的進一步優選，所述Kresling折紙芯層為立體結構，其頂面與底面為正n多邊形，立體結構的側壁為n個平行四邊形順次拼接形成，且每個平行四邊形分成對稱的兩個三角形；
當立體結構處于拉伸狀態或者折疊狀態時，每個三角形與下面板之間形成面折角，且拉伸狀態的面折角大于折疊狀態的面折角；
作為本發明的進一步優選，所述立體結構中，相鄰兩個平行四邊形的交接線為山線，將每個平行四邊形分成兩個三角線的對稱線為谷線；
Kresling折紙芯層在折疊時，山線向立體結構內部折疊，谷線向立體結構外部折疊；
作為本發明的進一步優選，當立體結構處于拉伸狀態時，每個三角形與下面板之間形成的面折角范圍為70°-90°；
當立體結構處于折疊狀態時，每個三角形與下面板之間形成的面折角范圍為0°-10°；
作為本發明的進一步優選，所述上面板、下面板的尺寸大于Kresling折紙芯層的尺寸；
作為本發明的進一步優選，所述上面板與下面板采用FRP材料或者混凝土制作；
作為本發明的進一步優選，所述Kresling折紙芯層采用金屬材料制作；
基于所述Kresling折紙的復合抗爆結構的設計方法，具體包括以下步驟：
步驟S1：定義正n多邊形的邊長為a，平行四邊形的高為h，每個平行四邊形中三角形的銳角夾角為整個平行四邊形的銳角夾角為
步驟S2：定義拉伸狀態的面折角為α1，折疊狀態的面折角為α2；
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