一套集协同变形夹具为一体的防弹装甲板装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一套集协同变形夹具为一体的防弹装甲板装置，该装置包括装甲板1、协同变形夹具2、铆钉3和螺栓4；装甲板1为双层陶瓷层并以复合材料作为背板的装甲板，包括第一层圆柱形陶瓷拼接层5，第二层正方形陶瓷拼接层6，复合材料背板为超高分子量聚乙烯层合板7，各层之间用胶粘剂胶结，装甲板1和协同变形夹具2的四边通过铆钉铆接在一起，当装甲板受到子弹射击时，具有弱化凹槽的协同变形夹具2能够随背板一起变形。本发明专利技术不仅使得双层陶瓷面板都没有防弹的薄弱区，协同变形夹具能够提高背板的支撑能力，陶瓷复合装甲板的整体防弹性能能够得到明显的提高，同时此种装甲板也方便安装和更换。

A bulletproof armor plate assembly incorporating a coordinated deformation fixture

The invention relates to a bulletproof plate deformation as a whole set of cooperative clamp device, the device includes armor plate 1, 2, 3 fixture collaborative deformation rivet and bolt 4; 1 for the double layer ceramic armor plate and composite armor plate as the backplane, comprises a first layer cylindrical ceramic splicing layer 5 layer second. Square ceramic mosaic layer 6, composite material back to ultra high molecular weight polyethylene laminate 7, each layer between the adhesive cemented armor plate 1 and 2 sides through collaborative deformation of fixture riveted together, when the armor plate by bullets, with weak groove coordination deformation jig 2 can be deformed together with the backplane. The invention not only makes the ceramic panel have weak zone plates, collaborative deformation fixture can improve the ability to support the backplane, overall ballistic performance of ceramic composite armor plate can be significantly improved, and it is also convenient to install and replace the armor plate.

【技术实现步骤摘要】
一套集协同变形夹具为一体的防弹装甲板装置
本专利技术涉及一种防弹装甲板及其安装的结构，是一种协同复合材料层合板变形的装置。
技术介绍
自陶瓷复合装甲诞生以来，其在战争中发挥着举足轻重的作用，陶瓷复合装甲正朝着轻量化、高性能等方向发展。为了避免陶瓷复合装甲在一次射击中损坏的面积过大，提高装甲抗打击的防护能力，陶瓷层常用小尺寸陶瓷拼接而成，但是也随之带来了其他的问题。单层陶瓷拼接而成的复合装甲的缺点是其相邻陶瓷拼接界面处的防弹能力很差，是防弹的薄弱区。另外，陶瓷复合装甲的安装也是一个很重要的问题，应尽量减少安装的时间，使得更换方便。复合材料由于其良好的防护性能、低密度等特性，现已普遍作为装甲材料的首选材料，广泛应用于武装直升机、坦克、装甲车辆、船泊等武器系统的防护领域。以陶瓷为面板和以树脂基复合材料为背板所构成的复合装甲，与传统的金属均质装甲相比是一种更为有效的轻型防护装甲，这种装甲可利用弹体侵彻各阶段特有的侵彻机理，使面板和背板材料的性能优势分别得以最大限度的发挥。其设计思想是把高强度、高硬度的面板与高韧性的背板组合在一起，前者用于提高对子弹的抵抗能力，后者用于起到支撑的作用，吸收弹丸冲击能量，缓解复合装甲动态脆性破坏。超高分子量聚乙烯(ultra-highmolecularweightpolyethylene，简称UHMWPE)纤维是继碳纤维、Kevlar纤维之后的第三代高性能纤维，UHMWPE纤维具有低密度、高比模量、高比强度、良好的吸能性能等优点，并且当受到子弹的冲击时，UHMWPE展现出很大的变形，能够抓住破碎的陶瓷和子弹，这使得UHMWPE纤维在防弹领域的应用已暂露头脚。UHMWPE纤维层合板是由UHMWPE无纬布层压而成，UHMWPE无纬布是由UHMWPE纤维粘接而成，但是由于UHMWPE的柔韧性是相对于钢、铝这种硬度很大的材料而言的，在抵抗子弹时，UHMWPE展现出的是拉伸变形。层合板主要的失效模式为背面鼓包、四边紧缩、层间脱粘和背面剥离等，并且这四种失效模式之间有着密切的关系，鼓包大的层合板四边的紧缩越严重，相应的分层和背面剥离也越明显。当超高分子量聚乙烯层合板受到其他物体的撞击时，也会出现相同的失效模式。专利号为CN104390522A的中国专利公开了一种陶瓷错开拼接的防弹板，尽管如此，这也仅仅是减少了拼接裂缝。中国专利CN103868413A公开了一种陶瓷在前及复合材料层合板在后的防弹板，但是实际试验表明，背板的凸起鼓包变形很大，导致四周紧缩严重。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足之处，本专利技术提供了一种双层陶瓷层粘接复合材料背板的装甲板，不仅使得装甲板能够很好的匹配装甲车辆的防弹区域，也使得陶瓷面板没有防弹的薄弱区。协同变形夹具可随着复合材料四周紧缩变形一块变形吸能，能够提高复合装甲的吸能能力，提升复合材料背板对双层陶瓷面板的支撑作用，从而提高陶瓷复合装甲板的整体防弹性，同时此种装甲板也方便安装及更换。本专利技术专利采取的技术方案为：一套集协同变形夹具为一体的防弹装甲板装置，包括：装甲板1、协同变形夹具2、铆钉3和螺栓4。装甲板1以双层陶瓷层为面板并以复合材料为背板，包括第一层陶瓷拼接层5，第二层陶瓷拼接层6，复合材料背板为超高分子量聚乙烯层合板7，三层之间用胶粘剂胶结。其中第一层陶瓷由大正方形陶瓷、长方形陶瓷以及小正方形陶瓷拼接而成，第二层陶瓷层是由大正方形陶瓷拼接而成。装甲板1和协同变形夹具2的四边通过铆钉铆接在一起，装甲板1和夹具2通过螺栓4安装在装甲车上预留的防弹位置。所述装甲板1为正方形或者长方形，拼接所用的小正方形陶瓷的面积是大正方形陶瓷的四分之一，长方形陶瓷的面积是大正方形陶瓷的二分之一，不同大小的陶瓷有相同的厚度。第一层陶瓷层5中大正方形陶瓷拼接在中间，四周用长方形陶瓷拼接，四个角由小正方形陶瓷拼接，这样的拼接使得拼接后第一层陶瓷层5的拼接缝隙和第二层陶瓷层6的拼接缝隙相互错开，并且两层陶瓷拼接板具有一样的尺寸。所述UHMWPE层合板7面密度为10㎏/㎡以上，背板面积大于陶瓷面板面积；其四个角有螺栓孔，四边有铆钉孔，孔要尽量的靠近层合板的边缘，但是孔距层合板的边缘也要有足够的距离防止撕裂。优选的，层合板每边开奇数个铆钉孔，其中一个铆钉孔在层合板中心对称轴线上，其他铆钉孔关于轴线对称分布，具体个数和直径根据装甲板的大小而定。所述环状夹具2为薄片状，包括上盖2-1和下盖2-2，外框尺寸与层合板7相同，内框略大于陶瓷面板的尺寸，开孔的个数和大小与层合板7一样；上下盖的四边有用于弱化盖板强度的凹槽，弱化凹槽使得夹具具有协同变形的能力；下盖2-2的下表面四个直角处有用于强化四角强度的凸台；上下两个盖板夹紧层合板，其中四个角的螺栓孔用于把协同变形的夹具和装甲板固定在装甲车上，四边的铆钉孔用铆钉把夹具与背板铆接在一起，夹具上下盖的四边能跟随背板一起变形吸能。优选的，夹具的材料为铝合金，硬度小，密度也小，用铆钉与背板紧密的结合为一体，使得上下两夹具可以和背板一同变形吸能，变形是沿两个方向的综合，第一为协同背板的四边一同向冲击点紧缩变形，第二为向子弹的冲击方向凸起变形。所述铆钉3为定制十字对拧铆钉，由子铆钉3-1和母铆钉3-2组成，铆钉拧紧后的有效长度略小于层合板和上下两块夹具厚度的总和。所述螺栓4为内六角螺栓，把夹具和装甲板一起固定在装甲车上。其中协同变形夹具的厚度，具体的尺寸以及铆钉孔的数量和大小根据装甲板的大小来确定，协同变形夹具四边用于弱化的凹槽位置、大小以及数量也要根据装甲板的大小和背板的厚度来确定。本专利技术提供的双层陶瓷复合装甲板，包括：装甲板1的第一层陶瓷拼接层5与第二层正方形陶瓷拼接层6互为补充，两个拼接的陶瓷层的薄弱区相互错开，而使得整个装甲板没有薄弱区；超高分子量聚乙烯背板7用来支撑双层陶瓷面板，其四边用协同变形夹具2夹紧，夹具的四边能随同背板一起发生很大的变形吸能，使得陶瓷与子弹的作用时间更长，增大装甲板的防弹能力。此外，这种陶瓷拼接的装甲板可以改变防弹面积的大小而适当的调整装甲板的大小，这种模块化的设计，在子弹射击而损坏装甲板的情况下，可以直接更换为新的装甲板，安装方便、省时。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需使用的附图简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1双层陶瓷结构装甲板安装示意图；图2第一层陶瓷面板拼接示意图；图3第二次陶瓷面板拼接示意图；图4UHMWPE背板示意图；图5协同变形装置上盖示意图；图6协同变形装置下盖示意图；图7子母铆钉示意图；图8增加铆钉数量的装甲板安装示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步阐述，但是本专利技术并不限于以下实施例，本专利技术实施主要以陶瓷面板的复合装甲为例，本专利技术专利也适用于其他韧性复合材料层合板。本专利技术提供了一种协同复合材料层合板变形的装置，其具体结构包括：装甲板、协同变形夹具、铆钉和螺栓。提供装甲板以陶瓷面板粘接超高分子量聚乙烯层合板背板，当受到子弹冲击时，层合板主要的失效模式为背面凸起鼓包，四边由轴线处对称向内紧缩，且越靠近轴线紧缩越严重，层合板之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一套集协同变形夹具为一体的防弹装甲板装置，其特征在于，包括：装甲板、协同变形夹具、铆钉和螺栓。

【技术特征摘要】
1.一套集协同变形夹具为一体的防弹装甲板装置，其特征在于，包括：装甲板、协同变形夹具、铆钉和螺栓。2.根据权利要求1所述装置，铆钉用于把协同变形夹具与背板固定在一起，螺栓用于把夹具和装甲板固定在装甲车相应的防弹位置。3.根据权利要求1所述的装甲板，其特征在于，装甲板是三层结构的层合板，包括：第一层陶瓷拼接层，第二层陶瓷拼接层，背板为超高分子量聚乙烯层合板，三层之间用胶粘剂胶结。4.根据权利要求1所述的装甲板，其特征在于，第一层陶瓷由大正方形陶瓷、长方形陶瓷以及小正方形陶瓷拼接而成，第二层陶瓷层是由大正方形陶瓷拼接而成，使得两层陶瓷层的拼接缝隙相互错开。5.根据权利要求1或2所述的装甲板，面板的尺寸小于背板的尺寸，背板四周有足够多余的尺寸用于安装铆钉和螺栓，所述层合板的四个角加工出螺栓孔并且四边加工出铆钉孔，孔要尽量的靠近层合板的边缘，但是孔距层合板的边缘也要有足够的距离；所述层合板每边开奇数个铆钉孔，其中一个铆钉孔在层合板对称轴线上，其他铆钉孔关于轴线对称分布，具体个数和直径根据板的大小而定。6.根据权利要求1和2所述协同变形夹具，包括上盖和...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡德安，张友敏，沈志伟，蔡清裕，刘丽，侯淑娟，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43