带斜向肋板的夹层板及其应用、连接方式和制备方法技术

本发明专利技术公开了一种带斜向肋板的夹层板及其应用、连接方式和制备方法，包括上面板、下面板以及填充在上、下面板之间的芯材，其中所述上面板的内侧均布有若干个斜向平行设置的上肋板，所述下面板的内侧均布有若干个斜向平行设置的下肋板。本发明专利技术通过改变传统夹层板的结构形式克服了夹层板分层现象并明显提高了夹层板抗侵彻性能，在船舶建造中使用本发明专利技术夹层板代替传统钢板不仅能增加船舶的防护性能，还能减轻船舶重量，提高船舶舒适性和安全性；本发明专利技术具有方便的加工方法以及较低的成本，具有其优良的抗侵彻性能，将会广范应用于船舶结构、建筑结构、装甲车、以及防弹结构等领域中。

Sandwich plate with oblique ribs and its application, connection mode and preparation method

The invention discloses a sandwich plate with oblique ribbed plates and its application, connection method and preparation method, including the upper plate, the lower plate and the core material filled between the upper and the lower plates, in which several oblique parallel upper ribbed plates are arranged on the inner side of the upper plate and several oblique ones are arranged on the inner side of the lower plate. Parallel to the lower rib. The invention overcomes the delamination phenomenon of sandwich plate by changing the structure form of the traditional sandwich plate and obviously improves the anti-penetration performance of the sandwich plate. Using the sandwich plate instead of the traditional steel plate in ship construction can not only increase the protection performance of the ship, but also reduce the weight of the ship and improve the comfort and safety of the ship. It has convenient processing method, low cost and excellent anti-penetration performance. It will be widely used in ship structure, building structure, armored vehicle, and bullet-proof structure and other fields.

【技术实现步骤摘要】
带斜向肋板的夹层板及其应用、连接方式和制备方法
本专利技术涉及适用于装甲防护和船舶建造的夹层板，尤其涉及一种带斜向肋板的夹层板及其应用、连接方式和制备方法。
技术介绍
过去一个世纪以来，军事与民用工程师们对高速侵彻现象开展了大量研究，从事装甲防护研究的工程师，想方设法的减小被防护结构的破坏，抵抗高速弹体的侵彻。随着科学的不断发展，一些传统材料的抗冲击性能已经远远不能达到所需的要求，因此各类新型复合材料应运而生，夹层板便是其中之一。夹层板的出现使得工程师们在研究抗侵彻的领域中找到了新的方法，由于夹层板质量轻，强度大等优良性能，在多个工程领域中已经被广泛的使用。高速弹体的侵彻对于夹层板破坏形式比较复杂，其侵入角度与方式也比较复杂；夹层板需要承受不同的侵彻角度，能够在所遇到的各种状况下都具有良好的抗侵彻性能，直到将弹体动能耗尽以致发挥防护结构的安全防护作用。当前应用于装甲防护领域的抗侵彻夹层板结构多是以低密度高比强度与比刚度材料为主，如2009年北京华盛荣镁业科技有限公司专利技术的镁合金夹层板，是以芯材的特性来增加夹层板对弹体抗侵彻性能，如2012年大连理工大学专利技术的三明治防弹夹层板，是以材料的聚集作用来增加夹层板的局部强度。在船舶建造领域研究夹层板技术应用于船舶建造中较突出的公司是英国智能工程公司，其拥有多项各类夹层板专利技术专利,可应用于装甲防护和船舶建造方面的专利技术专利有CN100528548C改进的夹层板结构，该专利以多层材料层合而成夹层板分层问题严重。这些新型夹层板结构被应用于船舶建造的各方面极大地降低船舶的重量，同时提高了航行舒适性、防火性等多方面性能。由上述可知，目前夹层板的种类功能繁多，一般是通过高强度面板与弹体的高速碰撞来抗击弹体的冲击或者通过不同的芯材吸能特性来吸收弹体冲击的能量，以对夹层板结构上的改进来增加夹层板抗侵彻性能的研究并不多，且当前广泛应用的夹层板在船舶建造中都面临脱层现象，严重影响船舶使用年限和使用安全。因此，亟待解决上述问题。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的第一目的是提供一种通过改变弹体侵彻路径的方法来提高夹层板的抗侵彻性能，增设的上肋板或下肋板被弹体侵入后可改变弹体的运动方向，增加弹体的运动路径，使弹体在夹层板中不停的运动直到速度为零的带斜向肋板的夹层板。本专利技术的第二目的是提供一种基于带斜向肋板的夹层板的应用。本专利技术的第三目的是提供第一种带斜向肋板的夹层板与装甲设备的连接方式。本专利技术的第四目的是提供第二种带斜向肋板的夹层板与装甲设备的连接方式。本专利技术的第五目的是提供第一种带斜向肋板的夹层板的制作方法。本专利技术的第六目的是提供第二种带斜向肋板的夹层板的制作方法。技术方案：为实现以上目的，本专利技术公开了一种带斜向肋板的夹层板，包括上面板、下面板以及填充在上、下面板之间的芯材，其中所述上面板的内侧均布有若干个斜向平行设置的上肋板，以及/或所述下面板的内侧均布有若干个斜向平行设置的下肋板。其中，所述上肋板与上面板之间的斜向夹角为15°～45°。优选的，所述下肋板与下面板之间的斜向夹角为15°～45°。再者，所述上肋板和下肋板的倾斜方向相互平行。进一步，所述上肋板和下肋板的倾斜方向相交。优选的，所述芯材与上肋板之间的摩擦系数为μ，所述上肋板与上面板之间的斜向夹角小于tan-1μ。再者，所述芯材与下肋板之间的摩擦系数为μ＇，所述下肋板与下面板之间的斜向夹角小于tan-1μ＇。进一步，所述上肋板的延伸方向与上面板的一直边相平行。优选的，所述上面板为方形结构面板，所述上肋板包括纵横相交的横向上肋板和纵向上肋板，其中所述横向上肋板的延伸方向与上面板的一对直边相平行，纵向上肋板的延伸方向与上面板的另一对直边相平行。再者，所述下肋板的延伸方向与下面板的一直边相平行。优选的，所述下面板为方形结构面板，所述下肋板包括纵横相交的横向下肋板和纵向下肋板，其中所述横向下肋板的延伸方向与下面板的一对直边相平行，纵向下肋板的延伸方向与下面板的另一对直边相平行。本专利技术一种带斜向肋板的夹层板的应用，采用带斜向肋板的夹层板制造装甲设备的外部防护层。本专利技术第一种带斜向肋板的夹层板与装甲设备的连接方式，所述夹层板通过横截面为U型结构的槽型构件与装甲设备相连接，在槽型构件的凹槽内涂胶，并将夹层板插入凹槽内固定，最后将槽型构件与装甲设备焊接固定。本专利技术第二种带斜向肋板的夹层板与装甲设备的连接方式，所述夹层板通过横截面为工字型结构的工字构件与装甲设备相连接，在工字构件的凹槽内涂胶，并将夹层板插入凹槽内固定，最后将工字构件与装甲设备焊接固定。本专利技术第一种带斜向肋板的夹层板的制作方法，包括如下步骤：所述夹层板的上、下面板和上、下肋板选用可焊接材料，芯材选用可熔材料；夹层板的上、下面板和上、下肋板之间通过焊接固定，将焊接有肋板的上、下面板固定在第一专用夹具内，上下面板之间放置若干个用于控制上、下面板距离的立柱；其中第一专用夹具为一面开口的盒状结构，该盒状结构的各个面板之间可拆卸连接；将可熔材料熔化后浇注至上、下面板之间，待冷却后即加工完毕。本专利技术第二种带斜向肋板的夹层板的制作方法，包括如下步骤：所述夹层板的上、下面板和上、下肋板选用不可焊接材料，芯材选用可熔材料；将上、下肋板插入第二专用模具内，其中第二专用夹具包括一面开口盒状结构的模具主体和与该模具主体相适配的模具盖板，该模具主体和模具盖板上分别开设有相对应的用于插入肋板的上、下两排槽口，该上、下槽口可相互平行或相交，所述模具主体和模具盖板之间可拆卸连接；将可熔材料熔化后浇注至第二专用模具内，待冷却后将面板与浇注完成的芯体胶接形成夹层板。有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下显著优点：(1)、本专利技术通过在上下面板上分别斜向设置上下肋板，使得当弹体垂直打进夹层板时，斜向设置的肋板会与弹体形成一定的角度，当弹体斜向打进夹层板时，面板会与弹体形成一定的角度，即只要弹体进入夹层板后就会改变方向进而打到第一层肋板，进入肋板时，会由于弹体速度在肋板法向的速度分量减少而大大减少了对肋板的冲击，同时肋板还会带动上层面板使其出现二次变形，进一步消耗掉部分弹体的能量；弹体继续向下运动，弹体也将会在夹层板内横向移动幅度进一步变大，直至大量的能量将在芯材与肋板中耗去，直到速度为零；(2)、本专利技术夹层板中肋板的存在使弹体角度发生偏转，因此在弹体速度高于弹道极限速度时，夹层板被弹体击穿后，由于肋板的作用弹道的直线运动路线被改变，子弹击穿夹层板后将改变飞行轨迹，有利于对夹层板后目标的保护；(3)、本专利技术中当弹体以与肋板平行的角度侵彻夹层板，且着板位置位于两相邻肋板中间时；在此特殊情况下，弹体斜侵彻夹层板，首先由于弹体攻角比较小，在小攻角的情况下弹体容易发生“跳弹”现象，就算不发生“跳弹”现象，弹体也会发生速度偏转，因此仍会与肋板发生碰撞，肋板消耗弹体能量，肋板对于弹体的侵彻仍具有优良的抵抗效果；(4)、本专利技术夹层板利用肋板与芯材的摩擦系数，改变斜向肋板的角度使得肋板与芯材产生自锁现象，使得芯材与肋板牢牢的粘合在一起，克服了夹层板分层现象并极大的提高了夹层板抗侵彻性能；(5)、在相同质量的情况下，本专利技术的夹层板比普通钢板拥有更强的刚度，在应用于船舶建筑中和传统钢板相比可以大幅提高船体刚度；(6)、本专利技术通过改变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带斜向肋板的夹层板，其特征在于：包括上面板(1)、下面板(2)以及填充在上、下面板之间的芯材(3)，其中所述上面板(1)的内侧均布有若干个斜向设置的上肋板(4)，以及/或所述下面板(2)的内侧均布有若干个斜向设置的下肋板(5)。

【技术特征摘要】
1.一种带斜向肋板的夹层板，其特征在于：包括上面板(1)、下面板(2)以及填充在上、下面板之间的芯材(3)，其中所述上面板(1)的内侧均布有若干个斜向设置的上肋板(4)，以及/或所述下面板(2)的内侧均布有若干个斜向设置的下肋板(5)。2.根据权利要求1所述的带斜向肋板的夹层板，其特征在于：所述上肋板(4)与上面板(1)之间的斜向夹角为15°～45°。3.根据权利要求1所述的带斜向肋板的夹层板，其特征在于：所述下肋板(5)与下面板(2)之间的斜向夹角为15°～45°。4.根据权利要求1所述的带斜向肋板的夹层板，其特征在于：所述上肋板(4)和下肋板(5)的倾斜方向相互平行。5.根据权利要求1所述的带斜向肋板的夹层板，其特征在于：所述上肋板(4)和下肋板(5)的倾斜方向相交。6.根据权利要求1所述的带斜向肋板的夹层板，其特征在于：所述芯材(3)与上肋板(4)之间的摩擦系数为μ，所述上肋板(4)与上面板(1)之间的斜向夹角小于tan-1μ。7.根据权利要求1所述的带斜向肋板的夹层板，其特征在于：所述芯材(3)与下肋板(5)之间的摩擦系数为μ＇，所述下肋板(5)与下面板(2)之间的斜向夹角小于tan-1μ＇。8.根据权利要求1所述的带斜向肋板的夹层板，其特征在于：所述上肋板(4)的延伸方向与上面板(1)的一直边相平行。9.根据权利要求1所述的带斜向肋板的夹层板，其特征在于：所述上面板(1)为方形结构面板，所述上肋板(4)包括纵横相交的横向上肋板和纵向上肋板，其中所述横向上肋板的延伸方向与上面板(1)的一对直边相平行，纵向上肋板的延伸方向与上面板(1)的另一对直边相平行。10.根据权利要求1所述的带斜向肋板的夹层板，其特征在于：所述下肋板(5)的延伸方向与下面板(2)的一直边相平行。11.根据权利要求1所述的带斜向肋板的夹层板，其特征在于：所述下面板(2)为方形结构面板，所述下肋板(5)包括纵横相交的横向下肋板和纵向下肋...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈超明，张飞，张礼贵，徐志超，刘磊，杨绘峰，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32