一种用于抵抗典型钻地弹的超高强钢错缝叠合防护结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于抵抗典型钻地弹的超高强钢错缝叠合防护结构，所述防护结构由5层超高强钢组成，单层厚度为钻地弹直径的十分之一至八分之一，相邻超高强钢层之间通过环氧树脂型粘接剂连接，每个超高强钢层由不同宽度的超高强钢组成，相邻超高强钢层的超高强钢错缝叠合，各超高强钢层之间通过连接孔和高强螺栓可拆卸固定连接。本实用新型专利技术防护结构由多层超高强钢错缝叠合、环氧树脂型粘结剂和高强螺栓有机组合，通过开展钻地弹侵彻试验和数值模拟，结果表明本实用新型专利技术防护结构具有高抗力、轻质、延性好、施工便捷、易修复的特点，在重点工程中口部防护设备上具有广阔的应用前景。点工程中口部防护设备上具有广阔的应用前景。点工程中口部防护设备上具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种用于抵抗典型钻地弹的超高强钢错缝叠合防护结构


[0001]本技术涉及防护结构，具体涉及一种用于抵抗典型钻地弹的超高强钢错缝叠合防护结构。

技术介绍

[0002]为抵抗钻地弹的侵彻与爆炸，防护工程中常采用提高材料强度和增大结构厚度的方式，如采用钢纤维混凝土防护层或注浆块石防护层等替换传统普通混凝土防护层；将结构深埋来增大上部防护层厚度等。上述防护层结构均以混凝土作为主要材料。然而，混凝土作为一种准脆性材料，抗拉强度低，延性差，在弹体冲击下易发生混凝土碎块的飞溅和震塌情况。此外，混凝土类结构在浇筑完成后需养护较长时间才可发挥其性能。可见，现有防护结构还存在着抗力低、质量重、延性差、施工慢、修复难的技术问题。因此，现有防护结构并不能满足重点工程口部防护设备需求。
[0003]公开号为CN114412262的专利技术专利公开了一种超高强碎弹防护层，自上而下依次为：超高强钢层、普通钢层和混凝土层，各层之间通过超高强装置装配连接件可拆卸固定连接成整体复合结构，同时便于拆卸更换。但该碎弹防护层中底部仍为混凝土层，在钻地弹打击下由于拉伸应力波会导致震塌碎块的产生，对内部设备和人员造成伤害。此外，碎弹防护层中的混凝土层需现场浇筑和养护，存在施工慢的问题。超高强钢层中预制块采用焊接方式，焊材强度远不能达到母材强度，存在结构整体性差的问题。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：为了解决现有技术存在的技术问题，本技术旨在提供一种高抗力、质量轻、延性好且装配速度快、易替换修复的用于抵抗典型钻地弹的超高强钢错缝叠合防护结构。
[0005]技术方案：本技术所述的用于抵抗典型钻地弹的超高强钢错缝叠合防护结构，由5层超高强钢组成，单层厚度为钻地弹直径的十分之一至八分之一，超高强钢层之间通过粘接剂连接，每个超高强钢层由不同宽度的超高强钢组成，相邻超高强钢层的超高强钢错缝叠合，各超高强钢层之间通过连接孔和螺栓可拆卸固定连接。
[0006]进一步地，所述超高强钢的屈服强度≥1300MPa，抗拉强度≥1700MPa，断后伸长率≥8％，布氏硬度≥500HBW，
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40℃冲击功≥25J。
[0007]进一步地，所述螺栓为高强螺栓，抗拉强度≥1000MPa，屈服强度≥900MPa，保证防护结构整体的强度。
[0008]进一步地，所述粘结剂为环氧树脂型粘结剂，拉伸强度≥20MPa，保证超高强钢层的高结合力。
[0009]进一步地，所述连接孔的直径为20
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32mm，目的：保证螺栓的抗冲切强度要求。
[0010]进一步地，所述连接孔之间的距离为钻地弹直径的2
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5倍，目的：保证结构的整体强度和刚度要求。
[0011]专利技术原理：本技术综合考虑超高强钢的最大轧制宽度、道路运输宽度限值以及重点口部防护设备的尺寸，其防护结构在平面内选择了多层钢板拼接的方式；针对口部防护设备高抗力的需求，为保证钢板沿厚度方向的力学性能均匀性以及方便后期的安装，防护结构沿厚度方向由多层钢板叠合；由于焊接强度远不能达到所加工超高强钢的原材强度，当采用多层钢板进行防护时选用了粘结剂粘合和螺栓连接的方式；为保证防护结构在厚度方向中尽量多层数的钢板可由高强螺栓进行栓接，同时考虑螺栓间距不能过大导致结构刚度和整体性降低，预先合理设计每层中拼接钢板的宽度。因此，为了提高防护性能并便于安装和施工，本专利技术采用多层钢板错缝叠合安装的方式，即采用环氧树脂型粘结剂粘合和高强螺栓连接的方式，增大结构的刚度和整体性，形成高抗力厚板防护结构。
[0012]有益效果：与现有技术相比，本技术具有以下优点：
[0013](1)本技术通过合理的结构和材料设计的超高强钢错缝叠合防护结构在试验中可抵抗大口径钻地弹的侵彻作用，甚至使钻地弹弹体发生断裂，进而破坏其内部的炸药和引信设备，最终导致爆炸作用失效，体现出高抗力的特点；
[0014](2)相较于现有高强混凝土防护层的面密度达到2088kg/m2以上，本技术防护结构具有更低的面密度，体现出轻质的特点，可保障必要时重点口部防护设备的快速启闭和战斗力形成；
[0015](3)本技术防护结构延性好，可避免钻地弹的弹体冲击下防护结构背部碎片飞溅对内部设备造成伤害；
[0016](4)本技术防护结构施工便捷，便于现场伪装；
[0017](5)本技术防护结构易修复，在防护结构遭受打击后破坏位置可快速替换，达到快速修复的目的，在重点工程中口部防护设备上具有广阔的应用前景。
附图说明
[0018]图1为本技术用于抵抗典型钻地弹的超高强钢错缝叠合防护结构的侧面结构示意图；
[0019]图2为本技术用于抵抗典型钻地弹的超高强钢错缝叠合防护结构的立体图；
[0020]图3为本技术实施例1中用于抵抗典型钻地弹的超高强钢错缝叠合防护结构的实物图；
[0021]图4为本技术实施例1中的钻地弹对防护结构的侵彻过程图；
[0022]图5为本技术实施例1中侵彻试验的回收弹体图；
[0023]图6为本技术实施例1中防护结构损伤图；
[0024]图7为本技术实施例1中防护结构局部损伤图；
[0025]图8为本技术实施例1中有限元模型图；
[0026]图9为本技术实施例1中模型钻地弹和试验钻地弹的损伤对比图；
[0027]图10为本技术实施例1中模型防护结构和试验防护结构的损伤对比图；
[0028]图11为本技术对比例1防护结构损伤图；
[0029]图12为本技术对比例1中侵彻试验的回收弹体图；
[0030]图13为本技术对比例2和对比例3的模拟钻地弹破坏形态图；
[0031]图14为本技术实施例1、对比例2和对比例3的模拟防护结构破坏形态图。
具体实施方式
[0032]下面，结合具体实施例和附图进一步对本技术进行说明。
[0033]实施例1
[0034]如图1至图3所示，本技术所述的用于抵抗典型钻地弹的超高强钢错缝叠合防护结构由5个厚度为22mm的超高强钢层组成，超高强钢层之间通过环氧树脂型粘接剂连接，每个超高强钢层由不同宽度的超高强钢组成，相邻超高强钢层的超高强钢错缝叠合，各超高强钢层之间通过连接孔和高强螺栓可拆卸固定连接，所述超高强钢的屈服强度为1326MPa，抗拉强度为1755MPa，断后伸长率为9.2％，布氏硬度为510HBW，
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40℃冲击功为35J，高强螺栓的抗拉强度为1100MPa，屈服强度为950MPa，连接孔的直径为20mm，连接孔之间的距离为680mm，防护结构的面密度为172.7kg/m2。
[0035]防护结构的长度为4000mm，宽度为4000mm，厚度为110mm，对其开展抗203mm口径钻地弹的侵彻试验，试验结果如图4至图7所示，可以看出，防护结构中仅第一层钢板被贯穿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于抵抗典型钻地弹的超高强钢错缝叠合防护结构，其特征在于，所述防护结构由5层超高强钢组成，单层厚度为钻地弹直径的十分之一至八分之一，相邻超高强钢层之间通过粘结剂连接，每个超高强钢层由不同宽度的超高强钢组成，相邻超高强钢层的超高强钢错缝叠合，各超高强钢层之间通过连接孔和螺栓可拆卸固定连接。2.根据权利要求1所述的超高强钢错缝叠合防护结构，其特征在于，所述超高强钢的屈服强度≥1300MPa，抗拉强度≥1700MPa，断后伸长率≥8％，布氏硬度≥500HBW，
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40℃冲击功≥25J。...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴昊，刘丽华，程月华，张动，闫强军，梁川，
申请(专利权)人：南京钢铁股份有限公司，
类型：新型
国别省市：