一种基于墨鱼骨的仿生抗爆吸能板及防护部件或汽车部件制造技术

本发明专利技术提供了一种基于墨鱼骨的仿生抗爆吸能板及防护部件或汽车部件，吸能板主体包括至少一层分级层状墨鱼骨仿生结构；每层分级层状墨鱼骨仿生结构均包括一级隔板、吸能壁和二级隔板；一级隔板沿吸能板主体的厚度方向依次间隔设置；相邻的一级隔板之间分别设有多个吸能壁；吸能壁沿一级隔板的长度方向延伸，沿着宽度方向间隔设置，每个吸能壁均包括中心平面；每个吸能壁呈现正弦波浪形状，沿着高度方向振幅梯度变化；相邻吸能壁之间设有多层二级隔板，多层二级隔板沿着吸能板主体厚度方向依次间隔设置。本发明专利技术具备优异的吸能抗爆能力，可以起到很好的缓冲吸能作用，从而可提高被保护的车辆、车内设备以及乘员的安全性。车内设备以及乘员的安全性。车内设备以及乘员的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于墨鱼骨的仿生抗爆吸能板及防护部件或汽车部件


[0001]本专利技术涉及爆炸冲击防护
，具体涉及一种基于墨鱼骨的仿生抗爆吸能板及防护部件或汽车部件。

技术介绍

[0002]具有良好能量吸收能力的轻质结构对于许多工程应用至关重要，例如车辆的前部吸能防撞杆、坦克军车的防爆装甲和人体护具等。在国际大形势的压力下，对军需坦克汽车的吸能防爆保护部件的研究需求刻不容缓，已有的抗爆吸能部件在比吸能量和比强度方面仍然不够理想。

技术实现思路

[0003]针对现有技术问题，本专利技术提供一种基于墨鱼骨的仿生抗爆吸能板及防护部件或汽车部件，将分级层状墨鱼骨仿生结构应用到抗爆吸能板、人体防护部件或汽车部件中，分级层状墨鱼骨仿生结构充分模拟了墨鱼骨的微结构，具备优异的吸能抗爆能力，提高了比吸能量和比强度，可以起到很好的抵抗破坏和缓冲吸能作用，从而可提高被保护的车辆、车内设备以及乘员的安全性。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0005]一种基于墨鱼骨的仿生抗爆吸能板，包括吸能板主体；所述吸能板主体包括至少一层分级层状墨鱼骨仿生结构；每层所述分级层状墨鱼骨仿生结构均包括一级隔板、吸能壁和二级隔板；
[0006]所述一级隔板沿吸能板主体的厚度方向依次间隔设置；相邻的一级隔板之间分别设有多个吸能壁；吸能壁沿一级隔板的长度方向延伸，沿着宽度方向间隔设置，每个所述吸能壁均包括中心平面，多个吸能壁的中心平面均垂直于一级隔板；每个吸能壁呈现正弦波浪形状，沿着高度方向振幅梯度变化；
[0007]相邻吸能壁之间设有多层二级隔板，所述二级隔板与一级隔板平行，且与吸能壁的中心平面垂直，多层二级隔板沿着吸能板主体厚度方向依次间隔设置。
[0008]上述方案中，所述吸能壁的中心平面平行距离为D，每个吸能壁的厚度为T2，吸能壁波浪形状的轮廓线S满足以下方程：
[0009][0010]其中，A
b
是吸能壁底部的振幅，A
t
是吸能壁顶部的振幅，h是吸能壁的任一高度处的高度值，H是吸能壁的高度，P是吸能壁的正弦周期，y＝0是中心平面M的位置，吸能壁的振幅随着h增大而增大。
[0011]进一步的，所述一级隔板的厚度为T1，一级隔板层数为N，N大于或等于2；
[0012]所述二级隔板的厚度为T3，多层二级隔板的层数为n，相邻二级隔板之间的间隔为H/(n+1)；
[0013]A
t
:A
b
:P:D:H:T1:T2:T3＝(20～40):(10～20):(50～100):(50～100):(175～275):(10～20):(5～10):1。
[0014]上述方案中，所述二级隔板的层数n为2～8，沿所述吸能板主体的厚度延伸方向，每层分级层状墨鱼骨仿生结构的吸能壁的二级隔板的层数逐渐增多。
[0015]进一步的，所述吸能板主体包括三层分级层状墨鱼骨仿生结构；
[0016]第一层分级层状墨鱼骨仿生结构的二级隔板的层数为2；第二层分级层状墨鱼骨仿生结构的二级隔板的层数为4；第三层分级层状墨鱼骨仿生结构的二级隔板的层数为6。
[0017]上述方案中，所述吸能板主体的材料为金属、复合材料或陶瓷。
[0018]上述方案中，所述吸能板主体为平板、曲面板或者环形板。
[0019]一种人体防护部件，具有所述的基于墨鱼骨的仿生抗爆吸能板。
[0020]一种汽车部件，具有所述的基于墨鱼骨的仿生抗爆吸能板。
[0021]一种根据所述基于墨鱼骨的仿生抗爆吸能板的制造方法，所述基于墨鱼骨的仿生抗爆吸能板通过增材制造方法进行制造。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术应用了仿生设计理念，将分级层状墨鱼骨仿生结构应用到抗爆吸能板、人体防护部件或汽车部件中，分级层状墨鱼骨仿生结构充分模拟了墨鱼骨的微结构，可以通过梯度振幅的正弦波浪壁结构，即吸能壁和梯度层状结构充分吸收和消散爆炸冲击或者外力伤害，具备优异的吸能抗爆能力，提高了比吸能量和比强度，可以起到很好的抵抗破坏和缓冲吸能作用，从而可提高被保护的车辆、车内设备以及乘员的安全性。
附图说明
[0023]为了更好地理解实施例及其优点，现在将结合附图所进行的以下描述作为参考，
[0024]图1为实例1的基于墨鱼骨的仿生抗爆吸能板的平板的立体图；
[0025]图2为图1中I处的局部立体图；
[0026]图3为实例1的基于墨鱼骨的仿生抗爆吸能板的主视图；
[0027]图4为图3中J处的局部主视图；
[0028]图5为单个吸能壁局部的立体图；
[0029]图6为同一层相邻两个吸能壁的三视图，图(a)是主视图，图(b)是俯视图，图(c)是侧视图；
[0030]图7为一层局部多个二级隔板的俯视图；
[0031]图8为实例2的基于墨鱼骨的仿生抗爆吸能板的环形板的立体图；
[0032]图9为实例2的基于墨鱼骨的仿生抗爆吸能板的环形板的俯视图；
[0033]图10为图9中K处的局部俯视图。
[0034]图中：1、一级隔板；2、吸能壁；3、二级隔板。
具体实施方式
[0035]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0036]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0037]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0038]如1所示为本专利技术所述基于墨鱼骨的仿生抗爆吸能板的一种较佳实施方式，所述基于墨鱼骨的仿生抗爆吸能板，包括吸能板主体；所述吸能板主体包括至少一层分级层状墨鱼骨仿生结构；每层所述分级层状墨鱼骨仿生结构均本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于墨鱼骨的仿生抗爆吸能板，其特征在于，包括吸能板主体；所述吸能板主体包括至少一层分级层状墨鱼骨仿生结构；每层所述分级层状墨鱼骨仿生结构均包括一级隔板(1)、吸能壁(2)和二级隔板(3)；所述一级隔板(1)沿吸能板主体的厚度方向依次间隔设置；相邻的一级隔板(1)之间分别设有多个吸能壁(2)；吸能壁(2)沿一级隔板(1)的长度方向延伸，沿着宽度方向间隔设置，每个所述吸能壁(2)均包括中心平面，多个吸能壁(2)的中心平面均垂直于一级隔板(1)；每个吸能壁(2)呈现正弦波浪形状，沿着高度方向振幅梯度变化；相邻吸能壁(2)之间设有多层二级隔板(3)，所述二级隔板(3)与一级隔板(1)平行，且与吸能壁(2)的中心平面垂直，多层二级隔板(3)沿着吸能板主体厚度方向依次间隔设置。2.根据权利要求1所述的基于墨鱼骨的仿生抗爆吸能板，其特征在于，所述吸能壁(2)的中心平面平行距离为D，每个吸能壁的厚度为T2，吸能壁(2)波浪形状的轮廓线S满足以下方程：其中，A
b
是吸能壁底部的振幅，A
t
是吸能壁顶部的振幅，h是吸能壁的任一高度处的高度值，H是吸能壁的高度，P是吸能壁的正弦周期，y＝0是中心平面M的位置，吸能壁(2)的振幅随着h增大而增大。3.根据权利要求2所述的基于墨鱼骨的仿生抗爆吸能板，其特征在于，所述一级隔板(1)的厚度为T1，一级隔板(1)层数为N，N大于或等于2；所述二级隔板(3)的厚度为T3，多层二级隔板(3)的层数为n，相邻二级隔板(3)之间的间隔为H/(n+1)；A

【专利技术属性】
技术研发人员：崔承云，陈璐，冯森，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：