[发明专利]一种基于墨鱼骨的仿生抗爆吸能板及防护部件或汽车部件

说明书

本发明提供了一种基于墨鱼骨的仿生抗爆吸能板及防护部件或汽车部件，吸能板主体包括至少一层分级层状墨鱼骨仿生结构；每层分级层状墨鱼骨仿生结构均包括一级隔板、吸能壁和二级隔板；一级隔板沿吸能板主体的厚度方向依次间隔设置；相邻的一级隔板之间分别设有多个吸能壁；吸能壁沿一级隔板的长度方向延伸，沿着宽度方向间隔设置，每个吸能壁均包括中心平面；每个吸能壁呈现正弦波浪形状，沿着高度方向振幅梯度变化；相邻吸能壁之间设有多层二级隔板，多层二级隔板沿着吸能板主体厚度方向依次间隔设置。本发明具备优异的吸能抗爆能力，可以起到很好的缓冲吸能作用，从而可提高被保护的车辆、车内设备以及乘员的安全性。

技术领域

本发明涉及爆炸冲击防护技术领域，具体涉及一种基于墨鱼骨的仿生抗爆吸能板及防护部件或汽车部件。

背景技术

具有良好能量吸收能力的轻质结构对于许多工程应用至关重要，例如车辆的前部吸能防撞杆、坦克军车的防爆装甲和人体护具等。在国际大形势的压力下，对军需坦克汽车的吸能防爆保护部件的研究需求刻不容缓，已有的抗爆吸能部件在比吸能量和比强度方面仍然不够理想。

发明内容

针对现有技术问题，本发明提供一种基于墨鱼骨的仿生抗爆吸能板及防护部件或汽车部件，将分级层状墨鱼骨仿生结构应用到抗爆吸能板、人体防护部件或汽车部件中，分级层状墨鱼骨仿生结构充分模拟了墨鱼骨的微结构，具备优异的吸能抗爆能力，提高了比吸能量和比强度，可以起到很好的抵抗破坏和缓冲吸能作用，从而可提高被保护的车辆、车内设备以及乘员的安全性。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于墨鱼骨的仿生抗爆吸能板，包括吸能板主体；所述吸能板主体包括至少一层分级层状墨鱼骨仿生结构；每层所述分级层状墨鱼骨仿生结构均包括一级隔板、吸能壁和二级隔板；

所述一级隔板沿吸能板主体的厚度方向依次间隔设置；相邻的一级隔板之间分别设有多个吸能壁；吸能壁沿一级隔板的长度方向延伸，沿着宽度方向间隔设置，每个所述吸能壁均包括中心平面，多个吸能壁的中心平面均垂直于一级隔板；每个吸能壁呈现正弦波浪形状，沿着高度方向振幅梯度变化；

相邻吸能壁之间设有多层二级隔板，所述二级隔板与一级隔板平行，且与吸能壁的中心平面垂直，多层二级隔板沿着吸能板主体厚度方向依次间隔设置。

上述方案中，所述吸能壁的中心平面平行距离为D，每个吸能壁的厚度为T₂，吸能壁波浪形状的轮廓线S满足以下方程：

其中，A_b是吸能壁底部的振幅，A_t是吸能壁顶部的振幅，h是吸能壁的任一高度处的高度值，H是吸能壁的高度，P是吸能壁的正弦周期，y＝0是中心平面M的位置，吸能壁的振幅随着h增大而增大。

进一步的，所述一级隔板的厚度为T₁，一级隔板层数为N，N大于或等于2；

所述二级隔板的厚度为T₃，多层二级隔板的层数为n，相邻二级隔板之间的间隔为H/(n+1)；

A_t:A_b:P:D:H:T₁:T₂:T₃＝(20～40):(10～20):(50～100):(50～100):(175～275):(10～20):(5～10):1。

上述方案中，所述二级隔板的层数n为2～8，沿所述吸能板主体的厚度延伸方向，每层分级层状墨鱼骨仿生结构的吸能壁的二级隔板的层数逐渐增多。

进一步的，所述吸能板主体包括三层分级层状墨鱼骨仿生结构；

第一层分级层状墨鱼骨仿生结构的二级隔板的层数为2；第二层分级层状墨鱼骨仿生结构的二级隔板的层数为4；第三层分级层状墨鱼骨仿生结构的二级隔板的层数为6。