[发明专利]一种3D打印超材料防撞护栏

说明书

一种3D打印超材料防撞护栏，包括护栏、混凝土柱和螺栓，所述护栏包括内层钢片、夹芯层和外层钢片，所述内层钢片、所述外层钢片分别粘合于所述夹芯层的两侧，多个所述护栏通过所述螺栓连接，且相邻的所述护栏连接处设置有所述混凝土柱。本发明所述结构不仅刚度小，能量吸收效率高，而且碰撞时可以对车辆进行缓冲减速，减小车辆受到的冲击伤害，同时防止车辆冲出车道。

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，具体为一种3D打印超材料防撞护栏。

背景技术

目前传统的防护栏多是由波浪形金属防护带与锚固装置组成，发生撞击时，防护带产生纵向压缩变形吸收冲击能量，减少撞击时造成的伤害，但这种结构存在吸收的能量较小，缓冲效果差等缺陷，撞击后车辆易冲出路面，特别是当车辆发生侧面碰撞时，由于撞击面积较小，对车辆局部造成的损害大。

发明内容

为了克服传统防护栏能量吸收较小、缓冲效果差等的技术缺陷，本发明提供了一种防止车辆冲出道路的3D打印超材料防撞护栏，这种护栏不仅刚度小，能量吸收效率高，而且碰撞时可以对车辆进行缓冲减速，减小车辆受到的冲击伤害，同时防止车辆冲出车道。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种防止车辆冲出道路的3D打印超材料防撞护栏，包括护栏、混凝土柱和螺栓，所述护栏包括内层钢片、夹芯层和外层钢片，所述内层钢片、所述外层钢片分别粘合于所述夹芯层的两侧，多个所述护栏通过所述螺栓连接，且相邻的所述护栏连接处设置有所述混凝土柱。

进一步的技术方案，所述夹芯层由若干个单胞结构堆叠组成，所述单胞结构是由12条相同的不锈钢条连接组成的正方体，所述不锈钢条朝所述正方体中心点处内凹，所述不锈钢条上设置有两条相互垂直的直钢条，相邻所述单胞结构通过所述直钢条连接。

进一步的技术方案，所述内层钢片的左右两端和所述外层钢片的左右两端均开设有预留孔洞，所述螺栓穿过所述预留孔洞将相邻的所述护栏固定。

进一步的技术方案，所述内层钢片与所述夹芯层的粘合面、所述外层钢片与所述夹芯层的粘合面均打磨光洁。

进一步的技术方案，所述夹芯层内侧有凸起，所述外层钢片上有与所述夹芯层内侧相配合的槽。

进一步的技术方案，相邻的所述护栏连接处嵌入所述混凝土柱内。

本发明的有益效果是：

本发明提供的一种3D打印超材料防撞护栏，具有自重小、刚度小、能量吸收率高的优点：

①护栏的夹芯层选用星型负泊松比超材料代替传统的波浪形金属，显著减小了护栏的自重；

②夹芯层为内部具有较多空隙的结构，有利于夹芯层碰撞时产生弹性形变，提高护栏的能量吸收率；

③夹芯层通过3D打印制得，不需要另外准备机床、刀具或制作模具，有助于摒弃传统生产线的生产模式，降低设备成本，同时，3D打印设备还可以根据不同桥墩的实际形状和大小，直接从计算机图形数据输出相对应的件，实用性好；

④通过3D打印制作夹芯层，不需要剔除边角料，提高了材料利用率，有助于减少生产成本；

⑤当护栏受到碰撞时，护栏的凸起部位与汽车接触后产生弹性变形，有助于增大护栏与汽车碰撞时侧面的接触面积，减小汽车局部受到的冲击伤害，降低车辆的损坏程度，同时也能防止车辆冲出道路。

附图说明

图1是本发明中一种3D打印超材料防撞护栏整体结构示意图。

图2是内层钢片之间、外层钢片之间的连接结构示意图。

图3是护栏连接处与混凝土柱位置示意图。

图4是图3的俯视图。