组合纤维增强复合材料网架结构智能防护门装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种组合纤维增强复合材料网架结构智能防护门装置，属于安全防护领域。包括门框、网架、吸能块和智能监测模块等，所述网架是由纤维增强复合材料的弦杆和斜杆通过球形节点紧密衔接构成的双层四角锥系网架，所述网架分别通过斜杆

【技术实现步骤摘要】
组合纤维增强复合材料网架结构智能防护门装置


[0001]本技术涉及安全防护领域，特别涉及一种人防防护门的主体结构和吸能元件设计，尤指一种组合纤维增强复合材料网架结构智能防护门装置。

技术介绍

[0002]人防又称民防，是政府动员和组织群众，采取防空袭，抗灾救灾措施，实施救援行动，防范和减轻灾害危害的活动。人防门就是人民防护工程出入口的门，人防门分类比较鲜明，有普通单、双扇防护密闭门和密闭门，活门槛单、双扇防护密闭门和密闭门等多种人防设备。人防门属于民防防护设备。
[0003]随着科技的发展，更大口径、更高威力、更高精度的武器不断出现，这就要求防护工程所应用的防护设备具备更强的防护效果、更轻便简易的构造，能够抵挡爆炸性武器甚至核武器冲击的能力。对于军用和民用的防护设备，提高防护设备的防护能力要从多方面入手，新型材料的应用可以在保证防护设备强度的前提下，实现设备的轻量化和环境友好；对于防护设备结构的设计可以提高防护设备的防护能力，新型的结构设计可以使防护设备在受到冲击载荷时整体所受载荷均匀，并且通过吸能元件的应用进一步减少冲击载荷的作用，避免防护设备出现薄弱点，提高整体防护性能。
[0004]在国内，对于人防门及相关防护装置的研究与设计，仍是钢筋混凝土或者全钢材料为主角，以提高人防门整体强度、刚度等作为安全性技术指标，以“硬碰硬”的方式防止爆炸冲击载荷。因此，传统人防门不仅笨重，刚性大，冲击载荷还将会直接传递到墙体，产生巨大的支反力，对生命财产安全具有严重的危害性，限制了其进一步的推广与应用。
[0005]在国外，主要针对防护设备的材料进行了研究，新加坡学者和澳大利亚学者基于复合材料的优良力学性能，将其应用于冲击及防爆结构上，研究了层间断裂韧性在复合材料冲击能量吸收中起到的作用。美国、欧洲等科学家研究了在高速应力冲击波作用下，纤维抗冲击性能与应变速率之间的关系，表明聚乙烯具有最高的变形能量密度，同时对先进材料的分层能、节点能、弯曲能和反弹能的能量吸收机制进行了评价。无论是国内传统“硬碰硬”方式的人防门，还是国外基于先进材料（抛开结构设计，变形量有限）的人防门，都无法实现大塑性吸能效果及绿色制造的理念。
[0006]近几年来，为提升防爆结构的安全使用性能，研究学者们逐渐将吸能装置设计在防爆结构上，比如船舶军舰的防护结构、防爆罐结构等。如在混凝土墙壁或者两层装甲钢板中间添加一层或者几层多孔吸能材料构成多层复合抗爆结构，实现了防爆和衰减冲击波的功能，有效保护了主体结构。使用有限元法模拟内置柱壳/组簧和泡沫铝夹层的防爆罐在爆炸载荷作用下的抗爆性能，定量分析了防爆罐内部各物质、各结构间的能量转化与吸收，表明泡沫铝夹层可通过卸载动能和透射应力波的形式吸收、转移内层钢板所获得的冲击能量。
[0007]因此，将吸能减力理念应用于人防门产品的创新性设计中，从网架结构设计出发，并基于先进材料，是当前防爆结构领域的创新性发展思路，是实现大参数吸能，推动新型人
防门安全、合理设计和绿色制造的必然选择。

技术实现思路

[0008]本技术的目的在于提供一种组合纤维增强复合材料网架结构智能防护门装置，解决了现有技术存在的上述问题。本技术满足了防护设备的轻量化要求，实现了简单实用的防护门内部结构，并将吸能元件应用其中。本技术防护门装置不含筋板，简化了人防门装置的结构设计，尽可能地减少了人防门的重量。采用纤维增强复合材料网架作为主体结构，可以在减少防护门重量的同时，满足甚至提高防护设备抵挡冲击的能力。在经受冲击载荷后通过更换吸能块等部件延长防护门的使用寿命。
[0009]本技术的上述目的通过以下技术方案实现：
[0010]组合纤维增强复合材料网架结构智能防护门装置，包括门框1、网架2、柔性吸能块3、智能监测模块4、内门板5、闭锁6、吊钩7，所述网架2由纤维增强复合材料的弦杆21、斜杆22及连接球，所述弦杆21和斜杆22通过连接球紧密衔接构成四角锥系网架，所述连接球包括斜杆
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弦杆连接球23、斜杆
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弦杆
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内门板连接球24、斜杆
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槽钢边框连接球25、斜杆
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外门板连接球26；所述网架2分别通过斜杆
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槽钢边框连接球25、斜杆
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外门板连接球26和斜杆
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弦杆
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内门板连接球24，利用螺栓连接固定在槽钢边框11、外门板12和内门板5上，且在连接处设置柔性吸能块3。
[0011]所述的网架2为纤维增强复合材料的组合式双层四角锥系球形节点网架结构，弦杆21为碳纤维增强复合材料管或玄武岩纤维增强复合材料管，斜杆22为玄武岩纤维增强复合材料管；所述网架2分为内层和外层，其中网架的外层为连接外门板12的网架部分，网架的内层为连接内门板5的网架部分；内层中部的每个斜杆
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弦杆
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内门板连接球24连接四根弦杆21和四根斜杆22，内层边缘的每个斜杆
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弦杆连接球23连接三根弦杆21和四根斜杆22，内层四角处的每根斜杆
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弦杆连接球23连接二根弦杆21和四根斜杆22；网架的外层中部的每个斜杆
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外门板连接球26连接有四根斜杆22，外层边缘的每个斜杆
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槽钢边框连接球25连接有两根斜杆22，外层四角处的每个斜杆
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槽钢边框连接球25连接一根斜杆22。
[0012]所述的门框1整体采用碳钢焊接结构，包括纵向槽钢111、横向槽钢112、外门板12、支撑板13、斜扁钢14，所述纵向槽钢111与横向槽钢112对接焊接成门框1的槽钢边框11；所述外门板12与槽钢边框11搭接焊接成门框主体；所述支撑板13、斜扁钢14通过角接焊接在外门板12的外侧。
[0013]所述的斜杆
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弦杆连接球23、斜杆
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弦杆
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内门板连接球24、斜杆
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槽钢边框连接球25、斜杆
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外门板连接球26均采用碳纤维增强复合材料一体成型。
[0014]所述的斜杆
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弦杆
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内门板连接球24、斜杆
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槽钢边框连接球25、斜杆
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外门板连接球26均为碳纤维增强复合材料的球冠结构，所述球冠结构的平面中心镶嵌高强钢材质的螺栓27，螺栓27与垫片28及螺母29相互配，将斜杆
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弦杆
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内门板连接球24、斜杆
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槽钢边框连接球25、斜杆
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外门板连接球26固定在门框1上。
[0015]所述的斜杆
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弦杆连接球23、斜杆
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弦杆
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内门板连接球24、斜杆
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槽钢边框连接球25、斜杆
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外门板连接球26与弦杆21或斜杆22采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种组合纤维增强复合材料网架结构智能防护门装置，其特征在于：包括门框（1）、网架（2）、柔性吸能块（3）、智能监测模块（4）、内门板（5）、闭锁（6）、吊钩（7），所述网架（2）由纤维增强复合材料的弦杆（21）、斜杆（22）及连接球，所述弦杆（21）和斜杆（22）通过连接球紧密衔接构成四角锥系网架，所述连接球包括斜杆
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弦杆连接球（23）、斜杆
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弦杆
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内门板连接球（24）、斜杆
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槽钢边框连接球（25）、斜杆
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外门板连接球（26）；所述网架（2）分别通过斜杆
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槽钢边框连接球（25）、斜杆
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外门板连接球（26）和斜杆
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弦杆
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内门板连接球（24），利用螺栓连接固定在槽钢边框（11）、外门板（12）和内门板（5）上，且在连接处设置柔性吸能块（3）。2.根据权利要求1所述的组合纤维增强复合材料网架结构智能防护门装置，其特征在于：所述的网架（2）为纤维增强复合材料的组合式双层四角锥系球形节点网架结构，弦杆（21）为碳纤维增强复合材料管或玄武岩纤维增强复合材料管，斜杆（22）为玄武岩纤维增强复合材料管；所述网架（2）分为内层和外层，其中网架的外层为连接外门板（12）的网架部分，网架的内层为连接内门板（5）的网架部分；内层中部的每个斜杆
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弦杆
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内门板连接球（24）连接四根弦杆（21）和四根斜杆（22），内层边缘的每个斜杆
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弦杆连接球（23）连接三根弦杆（21）和四根斜杆（22），内层四角处的每根斜杆
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弦杆连接球（23）连接二根弦杆（21）和四根斜杆（22）；网架的外层中部的每个斜杆
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外门板连接球（26）连接有四根斜杆（22），外层边缘的每个斜杆
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槽钢边框连接球（25）连接有两根斜杆（22），外层四角处的每个斜杆
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槽钢边框连接球（25）连接一根斜杆（22）。3.根据权利要求1所述的组合纤维增强复合材料网架结构智能防护门装置，其特征在于：所述的门框（1）整体采用碳钢焊接结构，包括纵向槽钢（111）、横向槽钢（112）、外门板（12）、支撑板（13）、斜扁钢（14），所述纵向槽钢（111）与横向槽钢（112）对接焊接成门框（1）的槽钢边框（11）；所述外门板（12）与槽钢边框（11）搭接焊接成门框主体；所述支撑板（13）、斜扁钢（14）通过角接焊接在外门板（12）的外侧。4.根据权利要求1或2所述的组合纤维增强复合材料网架结构智能防护门装置，其特征在于：所述的斜杆
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弦杆连接球（23）、斜杆
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【专利技术属性】
技术研发人员：张辰龙，
申请(专利权)人：吉林省科隆科技开发有限公司，
类型：新型
国别省市：