The utility model discloses a protective helmet with a negative Poisson's ratio effect pad. The key to the negative Poisson's ratio effect is the pad part and the matching design with the shell, buffer layer and protective mirror. The designed protective helmet can be customized and has better protective performance. The brief design steps are as follows: first, determine the user's head shape and helmet type selected, and determine the size of each component. Then, according to the different use requirements of the hard pad and the semi-hard pad, combine the designed periodic microstructure with 3D printing for preparation. Finally, the components are combined with each other to prepare and meet the use requirements. The helmet made by the utility model is lighter and thinner at the same time of weight reduction. The helmet can be customized according to the difference of personal head type, which makes wearing more comfortable and meets the requirements of protection, function and comfort.
【技术实现步骤摘要】
一种具有负泊松比效应衬垫的防护头盔
本技术涉及一种通过设计具有负泊松比衬垫来设计具有负泊松比效应的头盔,属于新材料和新结构领域。
技术介绍
头盔是用来保护头部的护具。是军人训练、作战时戴的帽子,是人们交通运动中不可或缺的工具。在受伤时最严重的是头部,因为头部处于最高和最突出的位置,导致头往往最先着地或者撞击车辆以及其他物体,而且头部在发生意外时,往往承受不住所巨大的力量。研究表明,头盔的使用可以大大降低死亡率,对人的伤害减少到最小。头盔一般包含外壳、缓冲层、护垫和护镜等。衬垫材料具有吸汗、保暖、减震的功能,军用头盔则往往还具有进一步减缓冲击力、防止壳体碎片伤及头部的功能。本技术主要根据衬垫的设计,使其可以定制化设计并结合负泊松比材料及3D打印技术采用负泊松比多孔材料制作缓冲和保护装置,例如缓冲垫,手套,头盔,座椅等,具有比传统材料更轻薄和吸能效果更好的特点,在起到保护作用的同时还可以提供使用者更好的舒适性。Foster等研究了使用聚氨酯负泊松比泡沫作为运动头盔中的缓冲层减小冲击加速度的可行性。3D打印技术,亦被称为增材制造技术,此项技术也被认为是第三次工业革命的标志。利用这一新技术,可以打印形状复杂的三维负泊松比材料和结构。负泊松比超材料是合成材料,采用微结构来达到负泊松比。由于其多为复杂的微孔结构,传统的制作工艺并不能很好的生产制造所设计的结构。将3D打印技术同负泊松比微结构设计结合在一起很好的解决了这一难题本技术将负泊松比结构和3D打印制造工艺相结合,设计和制作具有负泊松比效应的衬垫,根据使用者的 ...
【技术保护点】
1.一种具有负泊松比效应衬垫的防护头盔,包括外壳、护镜、衬垫、缓冲层;其特征在于:所述防护头盔包括具有负泊松比效应的头盔衬垫;/n所述头盔衬垫的负泊松比效应来源于用有限元分析设计的周期性微结构,所述头盔衬垫由采用尼龙材料进行3D打印的硬衬垫和半硬衬垫组成;/n所述头盔衬垫的重量m和头盔总质量M满足:80g<m<100g,0.078<m/M<0.098。/n
【技术特征摘要】
1.一种具有负泊松比效应衬垫的防护头盔,包括外壳、护镜、衬垫、缓冲层;其特征在于:所述防护头盔包括具有负泊松比效应的头盔衬垫;
所述头盔衬垫的负泊松比效应来源于用有限元分析设计的周期性微结构,所述头盔衬垫由采用尼龙材料进行3D打印的硬衬垫和半硬衬垫组成;
所述头盔衬垫的重量m和头盔总质量M满足:80g<m<100g,0.078<m/M<0....
【专利技术属性】
技术研发人员:任鑫,王仕龙,韩传镇,沈炜,姜智博,周三峰,罗钰茗,袁建成,邓洪永,王鑫源,钱程,苟若雅,史雨桐,韦文俊,
申请(专利权)人:南京工业大学,
类型:新型
国别省市:江苏;32
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