[发明专利]一种铝蜂窝夹层结构防护密闭门的设计方法和系统

说明书

本申请提供了一种铝蜂窝夹层结构防护密闭门的设计方法和系统。该方法包括：确定铝蜂窝夹层结构防护密闭门受到核爆空气冲击波超压直接作用的等效静荷载；分别基于预设的表板厚度模型、预设的芯材厚度模型，根据表板材料、芯材材料和等效静荷载，分别确定表板的厚度取值范围和芯材的厚度取值范围；基于预设的弯曲应力模型，对表板的厚度进行调整，直至表板的弯曲应力小于等于表板的许用弯曲应力；以及，基于预设的剪切应力模型，对芯材的厚度进行调整，直至芯材的剪切应力小于等于芯材的许用剪切应力；基于预设的挠度模型，确定蜂窝夹层结构防护密闭门的门扇变形量，并根据门扇变形量对芯材的厚度进行再次调整或者对芯材材料进行调整。

技术领域

本申请涉及防护设备技术领域，特别涉及一种铝蜂窝夹层结构防护密闭门的设计方法和系统。

背景技术

目前，防护设备使用材料中，最普遍的是钢筋混凝土和普通钢材，受经济条件限制，加上防护意识不强，以及防护设备加工工艺和检测手段的落后，新型材料在防护设备中很难得到应用，各种超高强合金材料，复合材料虽然性能优越，却无法在防护设备领域得到应有的应用。对目前这种状况要有所改变，一方面，针对不同用途、不同抗力的防护设备选用不同性能的材料，使材料能充分发挥其特长；另一方面，应加强高性能材料的研制、选用，比如，轻质高强材料、防腐防锈材料，并采取切实措施提高防护设备生产厂的加工水平。

在过去几十年，先进的复合材料以其高强度、高比模、耐高温以及优异的力学性能和可设计性等优点被人们所重视，并在航空航天等工业领域得到广泛的应用，复合材料类型多种多样，按结构形式大致可分为纤维增强复合材料、夹心层叠复合材料、颗粒复合材料以及混杂复合材料等。但通过研究发现，由于缺少相应的设计方法，使得蜂窝夹层结构复合材料在防护设备应用领域遇到瓶颈。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本申请的目的在于提供一种铝蜂窝夹层结构防护密闭门的设计方法和系统，以解决或缓解上述现有技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

本申请提供了一种铝蜂窝夹层结构防护密闭门的设计方法，包括：步骤S101、确定铝蜂窝夹层结构防护密闭门受到核爆空气冲击波超压直接作用的等效静荷载；步骤S102、基于预设的表板厚度模型，根据铝蜂窝夹层结构防护密闭门的表板材料和等效静荷载，确定表板的厚度取值范围；以及，基于预设的芯材厚度模型，根据铝蜂窝夹层结构防护密闭门的芯材材料和等效静荷载，确定芯材的厚度取值范围；步骤S103、基于预设的弯曲应力模型，根据表板的厚度取值范围和等效静荷载，对表板的厚度进行调整，直至表板的弯曲应力小于等于表板的许用弯曲应力，其中，表板的许用弯曲应力根据表板材料确定；以及，基于预设的剪切应力模型，根据芯材的厚度取值范围和等效静荷载，对芯材的厚度进行调整，直至芯材的剪切应力小于等于芯材的许用剪切应力，其中，芯材的许用剪切应力根据芯材材料确定；步骤S104、基于预设的挠度模型，根据等效静荷载和调整后的芯材的厚度，确定蜂窝夹层结构防护密闭门的门扇变形量，并根据门扇变形量对芯材的厚度进行再次调整或者对芯材材料进行调整，直至门扇变形量小于等于最大门扇允许变形量，其中，最大门扇允许变形量由蜂窝夹层结构防护密闭门的设计抗力级别确定。

优选的，步骤S101具体为：基于预设的等效静荷载模型，确定铝蜂窝夹层结构防护密闭门受到核爆空气冲击波超压直接作用的等效静荷载；等效静荷载模型为：

q_e＝K_d×ΔP_c

其中，q_e为等效静荷载；K_d为核爆空气冲击波超压直接作用下，铝蜂窝夹层结构防护密闭门的门扇结构的动力系数；ΔP_c为作用于铝蜂窝夹层结构防护密闭门上的核爆空气冲击波超压设计值。

优选的，表板厚度模型为：