[发明专利]一种轻量化FRP-八面体点阵组合防护结构及其设计方法

权利要求书

1.一种轻量化FRP-八面体点阵组合防护结构，其特征在于：包括FRP面层，其包括FRP上面板和FRP下面板，在FRP上面板和FRP下面板之间夹设八面体点阵芯层。

2.根据权利要求1所述的轻量化FRP-八面体点阵组合防护结构，其特征在于：所述的八面体点阵芯层包括若干个八面体芯体，且若干个八面体芯体并列排布在FRP上面板和FRP下面板之间，每个八面体芯体的顶端、底端分别与FRP上面板、FRP下面板接触形成节点。

3.根据权利要求2所述的轻量化FRP-八面体点阵组合防护结构，其特征在于：所述的八面体芯体包括八根杆件，每四根杆件构成一个锥形状结构，两个锥形状结构的底面贴合，每个锥形状结构的锥顶分别与相邻的FRP上面板或者FRP下面板贴合。

4.根据权利要求3所述的轻量化FRP-八面体点阵组合防护结构，其特征在于：所述杆件的横截面为方形，方形的边长范围为1mm-5mm。

5.根据权利要求3所述的轻量化FRP-八面体点阵组合防护结构，其特征在于：每个八面体芯体的顶端至底端的距离即高度范围为10mm-60mm；

八面体芯体内杆件与锥形状结构底面夹角范围为35°-60°。

6.根据权利要求3所述的轻量化FRP-八面体点阵组合防护结构，其特征在于：所述杆体采用铝合金制作。

7.根据权利要求1所述的轻量化FRP-八面体点阵组合防护结构，其特征在于：所述的FRP上面板和FRP下面板均采用超高分子量聚乙烯纤维经过高温轧制形成层合板。

8.根据权利要求1所述的轻量化FRP-八面体点阵组合防护结构，其特征在于：所述的FRP上面板和FRP下面板的厚度范围均在10mm-30mm。

9.根据权利要求1所述的轻量化FRP-八面体点阵组合防护结构，其特征在于：在FRP上面板或者FRP下面板朝向外部的一侧均喷涂聚脲涂层。

10.一种基于权利要求1至权利要求9任一所述轻量化FRP-八面体点阵组合防护结构的设计方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

第一步，在有限元软件中建立防护结构的模型；

第二步，对建立的防护结构模型进行正交试验，根据因素水平和考察指标建立正交试验表，采用极差分析法，确定因素水平的最优参数组合；

第三步，根据获取的最优参数组合制备FRP上面板、FRP下面板以及八面体点阵芯层；其中，八面体点阵芯层内的八面体芯体制作步骤为：

第31步，采用电火花切割法在铝合金薄板上切割出八面体芯体的桁架平面以及中间面片，

第32步，在中间面片与桁架平面固结的位置切割形成槽口，

第33步，将切割完毕的桁架平面依次十字扣合在中间面片的槽口内，形成八面体芯体；

第四步，每个八面体芯体的顶端、底端分别与FRP上面板、FRP下面板粘结形成节点。