一种新的生物启发DNA晶格结构侧向能量吸收装置及应用制造方法及图纸

本发明专利技术属于能量吸收装置技术领域，公开了一种新的生物启发DNA晶格结构侧向能量吸收装置及应用，包括上层平板、下层平板以及位于上层平板和下层平板之间的中间层；所述上层平板和下平面板均为可变形壳型板结构；所述中间层DNA晶格包括若干仿生DNA，若干仿生DNA分别沿平板x方向和z方向排列放置，组成一3

【技术实现步骤摘要】
一种新的生物启发DNA晶格结构侧向能量吸收装置及应用


[0001]本专利技术属于能量吸收装置
，尤其涉及一种新的生物启发DNA晶格结构侧向能量吸收装置及应用。

技术介绍

[0002]目前，晶格结构的发展比较迅速，晶格结构因其具有小的密度、良好的缓冲吸能等优点，常常将各种不同的结构作为填充晶格，通过晶格结构的压缩变形将产生的大量能量吸收，从而可以更好的乘客和物品的安全。
[0003]选用不同的材料和结构制造能量吸收装置，由于材料和结构的不同，碰撞后对能量的吸收能力也不同。随着全球科技的发展，以及各类新型技术的出现，出现了各种新式的交通工具，从而也导致了交通事故的发生频率增大，这给每个家庭带来了巨大的痛苦。因此，提高吸能装置的能量吸收能力，通过晶格的塑性变形逐渐抵消碰撞时产生的能量，降低碰撞时产生的初始峰值力，从而可以更好的减少碰撞产生的能量对人造成的伤害。
[0004]通过对大量文献资料的梳理发现，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的碰撞能量吸收装置多为金属薄壁管结构，该结构的耐撞性差、吸能特性差，碰撞时产生的大量冲击能量很难被吸收。而目前还没有选择DNA作为晶格填充结构的能量吸收装置，因此本专利技术提供了一种新的生物启发DNA晶格结构侧向能量吸收装置。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种新的生物启发DNA晶格结构侧向能量吸收装置及应用。
[0006]本专利技术是这样实现的，一种新的生物启发DNA晶格结构侧向能量吸收装置包括：
[0007]上层平板、下层平板以及位于上层平板和下层平板之间的中间层；
[0008]所述上层平板和下平面板均为可变形壳型板结构；
[0009]所述中间层DNA晶格包括若干仿生DNA，若干仿生DNA分别沿平板x方向和z方向排列放置，组成一3
×
12的矩阵晶格结构。
[0010]进一步，所述中间层填充DNA晶格的截面尺寸、碱基对直径和两双螺旋之间的距离相同或不同。
[0011]进一步，所述仿生DNA的截面为椭圆形或圆形。
[0012]进一步，所述中间的DNA晶格沿平板x方向和z方向分别具有相同的间距，间距不超过DNA两双螺旋之间距离的二分之一。
[0013]进一步，所述上层平板和下层平板的尺寸相同，厚度也相同，均为薄板结构，并且上层平板和下层平板的尺寸大于该中间层填充DNA矩阵的尺寸。
[0014]进一步，所述上层平板和下层平板均采用高强度钢材料，中间层填充DNA采用聚氨酯泡沫、异氰酸酯树脂或多元脂等高结晶型聚合材料。
[0015]进一步，所述上层平板和下层平板采用冷轧的工艺方法进行加工。
[0016]进一步，所述中间层若干仿生DNA分别沿平板x方向和z方向并列放置，使用粘接的方式将DNA夹芯与顶部和底部膨胀金属板进行连接，以保证该缓冲能量吸收装置在侧向能量吸收的协调性。
[0017]结合上述的技术方案和解决的技术问题，请从以下几方面分析本专利技术所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
[0018]第一，针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本专利技术的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本专利技术技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：
[0019]由于DNA晶格在受力变形过程中可以吸收大量的能量，所以碰撞时产生的较大的峰值力被DNA晶格在变形压缩过程中逐渐分解掉，并且显著增加结构的比能量吸收。由于上下两个面板采用的45号钢材料，具有较高的屈服强度，所以在压缩过程中上下两个面板不会出现裂纹。
[0020]本能量吸收装置结合仿生学知识，选取DNA作为填充晶格，能够降低碰撞时产生的初始峰值力，从而提高车辆、航天器等的耐撞性能，更好地保护乘客和物品的安全。而且，选取高聚合型材料作为填充材料，具有很高的能量吸收能力，可以广泛应用于汽车、建筑及航空航天等许多工程防护领域。
[0021]第二，把技术方案看作一个整体或者从产品的角度，本专利技术所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：
[0022]本专利技术提出了一种高比吸能、低初始峰值力的新型仿生DNA晶格结构能量吸收装置。当发生碰撞时，可通过DNA晶格的塑性变形耗散冲击能量，减小碰撞时产生的初始峰值力，从而减小碰撞对人造成的伤害，更好的保护乘客和物品的安全。
[0023]本专利技术结合了仿生学，选取DNA作为填充晶格，提供了一种仿生DNA晶格能量吸收装置，填补了国内外能量吸收结构的空白。
[0024]第三，作为本专利技术的权利要求的创造性辅助证据，还体现在以下几个重要方面：
[0025](1)本专利技术的技术方案转化后的预期收益和商业价值为：
[0026]该仿生DNA晶格结构能量吸收装置在受力变形过程中可以吸收大量的能量，可以在发生碰撞事故时更好地保护人员的安全，并且可以应用于多种环境，如：提高车辆等的耐撞性、高速公路安全防护、各种辅助防护装置(如摩托车头盔、安全帽和防弹背心)、易碎物品的包装运输等。
[0027](2)本专利技术的技术方案填补了国内外业内技术空白：
[0028]本能量吸收装置结合了仿生学知识，选取DNA作为填充晶格，提出了一种新型仿生DNA碰撞能量吸收结构。
附图说明
[0029]图1是本专利技术实施例提供的新的生物启发DNA晶格结构侧向能量吸收装置的结构示意图；
[0030]图2是本专利技术实施例提供的仿生DNA晶格能量吸收装置正视图；
[0031]图3是本专利技术实施例提供的仿生DNA晶格能量吸收装置右视图；
[0032]图4是本专利技术实施例提供的中间DNA夹心层排列结构图；
[0033](a)为一层排列示意图；(b)为二层排列示意图；(c)为三层排列示意图；
[0034]图5是本专利技术实施例提供的仿生DNA晶格抗冲击能量吸收装置承受冲击载荷时结构变形图；
[0035]图6是本专利技术实施例提供的仿生DNA晶格抗冲击能量吸收装置承受冲击载荷时比吸能
‑
位移曲线；
[0036]图7是本专利技术实施例提供的仿生DNA晶格抗冲击能量吸收装置承受冲击载荷时载荷
‑
位移曲线。
具体实施方式
[0037]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0038]如图1所示，本专利技术实施例提供的新的生物启发DNA晶格结构侧向能量吸收装置根据本专利技术的实施例，该生物启发DNA晶格结构能量吸收装置整体为硬质泡沫和金属钢材料制成的多个DNA等距平行分布的组合结构，自上而下包括：上层平板1、下层平板2以及位于上层平板和下层平板之间的DNA夹心层3。其中上层平板和下层平板均为可变形壳型板结构；并且中间层的若干仿生DNA分别沿x方向和z方向排列本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新的生物启发DNA晶格结构侧向能量吸收装置，其特征在于，所述新的生物启发DNA晶格结构侧向能量吸收装置包括：上层平板、下层平板以及位于上层平板和下层平板之间的中间层；所述上层平板和下平面板均为可变形壳型板结构；所述中间层DNA晶格包括若干仿生DNA，若干仿生DNA分别沿平板x方向和z方向排列放置，组成一3
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12的矩阵晶格结构。2.如权利要求1所述的新的生物启发DNA晶格结构侧向能量吸收装置，其特征在于，所述中间层填充DNA晶格的截面尺寸、碱基对直径和两双螺旋之间的距离相同或不同。3.如权利要求1所述的新的生物启发DNA晶格结构侧向能量吸收装置，其特征在于，所述仿生DNA的截面为椭圆形或圆形。4.如权利要求1所述的新的生物启发DNA晶格结构侧向能量吸收装置，其特征在于，所述中间的DNA晶格沿平板x方向和z方向分别具有相同的间距，间距不超过DNA两双螺旋之间距离的二分之一。5.如权利要求1所述的新的生物启发DNA晶格结构侧向能量吸收装置，其特征在于，所述上层平...

【专利技术属性】
技术研发人员：可文，席晨馨，张力文，郑冬黎，
申请(专利权)人：湖北汽车工业学院，
类型：发明
国别省市：