[发明专利]一种含负泊松比蜂窝材料的底部防护结构

说明书

本发明属于车辆底部防护领域，具体涉及一种含负泊松比蜂窝材料的底部防护结构。包括：基础防护组件和防护组件夹芯层；基础防护组件包括上板、底板和用于固定防护组件夹芯层的固定结构；防护组件夹芯层：包括负泊松比蜂窝材料、设置在负泊松比蜂窝材料上的上面板和设置在负泊松比蜂窝材料下的下面板；防护组件夹芯层通过上面板和下面板通过用于固定防护组件夹芯层的固定结构实现固定。本发明的防护结构，将底板设计为梯形结构，在上板与底板之间安装负泊松比蜂窝材料作为主要吸能结构，能够有效地吸收爆炸所产生的冲击能量；将负泊松比蜂窝材料与“三明治”防雷组件相互结合起来设计，大大提高了防雷组件的吸能效果，更好保证了乘员的安全。

技术领域

本发明属于车辆底部防护领域，具体涉及一种含负泊松比蜂窝材料的底部防护结构。

背景技术

军用车辆作为战场中重要的战略性武器，具有扭转战局的能力，近年来军用车辆时常遭遇简易爆炸装置(IED)的威胁，如何保证军用车辆及乘员在爆炸环境的生存能力是一个急需解决的问题。当特种车辆面对地雷、简易爆炸装置等威胁时，车辆底部防护性能的优劣将直接影响车内乘坐人员的安全性。“三明治”防雷组件是一种有效的抗爆炸冲击结构，其由两块平板及中间的夹芯层组成。前面板能够将爆炸冲击载荷分配在可压溃的芯层上，吸收大量的能量减缓冲击波。夹芯层作为三明治防雷组件的重要部件，是吸收爆炸冲击能量的主要部分。

目前在车辆底部防护的防雷组件中，大多数的吸能组件材料为正六边形蜂窝铝、泡沫铝、纳米吸能材料等。例如，专利CN 110823002 A中，吸能填充层为气凝胶、泡沫铝、蜂窝铝等缓冲吸能材料；专利CN206633955U中的防护组件填充材料为纳米吸能材料。然而，上述材料在吸收能量的过程中，材料在垂直于外力方向会产生膨胀现象，在发生大当量爆炸时，吸能材料在垂直外力方向膨胀势必会对防护组件或车身结构产生不利影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含负泊松比蜂窝材料的底部防护结构。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种含负泊松比蜂窝材料的底部防护结构，包括：基础防护组件和防护组件夹芯层；

所述基础防护组件包括上板、底板和用于固定防护组件夹芯层的固定结构；

所述防护组件夹芯层：包括负泊松比蜂窝材料、设置在负泊松比蜂窝材料上的上面板和设置在负泊松比蜂窝材料下的下面板；

所述防护组件夹芯层通过上面板和下面板通过用于固定防护组件夹芯层的固定结构实现固定。

进一步的，所述底板主体为横截面呈梯形的板，上板为平板，上板和底板的两端固定连接，在上板和底板之间形成防护组件夹芯层的填充区域。

进一步的，所述上板和底板的材质为高强钢，底板的厚度比上板的厚度厚1-3mm，上板的厚度为6-10mm，所述底板的折弯处用圆角进行过渡。

进一步的，用于固定防护组件夹芯层的固定结构包括设置在底板上部两端的右槽钢、左槽钢和工字梁，所述工字梁设置在底板上部且位于右槽钢、左槽钢的中间；

所述右槽钢和左槽钢相对侧开槽，所述防护组件夹芯层包括两部分，每一部分均包括负泊松比蜂窝材料、上面板和下面板，所述防护组件夹芯层的上面板和下面板卡设在槽钢和工字梁的开槽内，所述防护组件夹芯层的高度等于右槽钢、左槽钢和工字梁开槽的内径。

进一步的，所述负泊松比蜂窝材料由多个内凹形六边形胞元规则排列而成，所述上面板和下面板的材质为铝合金，上面板和下面板的厚度为1.0-1.5mm。

进一步的，所述右槽钢、左槽钢和工字梁的下端通过螺栓与底板连接，所述右槽钢、左槽钢和工字梁的上端与上板接触，所述下面板上螺栓通过的区域设有开槽。

进一步的，所述负泊松比蜂窝材料与上面板和下面板胶接。