[发明专利]一种空间交替拓扑互锁结构柔性仿生复合装甲及制备方法

说明书

本发明公开了一种空间交替拓扑互锁结构柔性仿生复合装甲及制备方法，涉及穿戴防护装备技术领域；该复合装甲包括多胞软体层和复合面板层，所述多胞软体层包括多胞软体层基体和嵌入多胞软体层基体内侧硬质薄片，该方法包括嵌入硬质薄片与多胞软体层基体的多胞软体层制备，含空间交替拓扑互锁结构的复合面板层的制备，将多胞软体层和复合面板层进行固定。本发明装甲的多层级结构设计，使得装甲具备抗冲击穿刺、冲击吸能比高的特点，使得在受到冲击过程中有效阻隔应力，降低损伤，软体层中填充较轻质的硬质胞元结构，以此来进一步分散冲击载荷，消耗冲击能量以及减小侵入量，从而能有效削弱冲击载荷对人体产生的后效损伤。

技术领域

本发明涉及穿戴防护装备技术领域，尤其涉及一种空间交替拓扑互锁结构柔性仿生复合装甲及制备方法。

背景技术

随着武器装备的发展，对单兵防护装备的防护也提出了新的要求。传统整体的防护结构能满足防弹，防爆，碎片防护等需求，但是以整体板块的装甲设计对于穿戴式装备而言其具有以下缺点：整体刚性较大，会降低穿戴者的身体灵活性；局部的弹击破坏会产生较大范围的影响，遭遇一次弹击后会严重降低不同位置点后续抗冲击性能。拼接式面板装甲在柔适性和抵抗多点多位置的打击能力有所提升，但是不足之处是拼接的缝隙处是属于比较薄弱的位置点，遭遇弹击后的后效损伤也相对较大。

为此，本发明提出一种空间交替拓扑互锁结构柔性仿生复合装甲及制备方法；旨在解决现有穿戴式防护装备柔性与防护性互斥的弊端和拼接式装甲拼接缝隙位置的弱点。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种空间交替拓扑互锁结构柔性仿生复合装甲及制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种空间交替拓扑互锁结构柔性仿生复合装甲，包括多胞软体层和复合面板层，所述多胞软体层包括多胞软体层基体和嵌入多胞软体层基体内侧硬质薄片，所述复合面板层包括主约束块、次约束块、辅约束块及超高分子量聚乙烯层合板，所述主约束块、次约束块、辅约束块均通过结构胶粘接固定于超高分子量聚乙烯层合板。

优选地：所述主约束块、次约束块、辅约束块按照空间交替的设计特征排列。

优选地：所述多胞软体层基体为双组份加成型硅橡胶，其为A、B两个组分可流动性的液胶1：1混合搅拌，分两次在设计的模具上注胶完全成型。

一种空间交替拓扑互锁结构柔性仿生复合装甲的制备方法，包括以下步骤：

S1：嵌入硬质薄片与多胞软体层基体的多胞软体层制备；

S2：含空间交替拓扑互锁结构的复合面板层的制备；

S3：将多胞软体层和复合面板层进行固定，制备具有空间交替拓扑互锁结构柔性仿生复合装甲。

优选地：所述S1中，多胞软体层的制备包括以下步骤：

S11：空腔的多胞软体层基体底层的制备；

S12：嵌入硬质薄片；在上一步获得空腔的多胞软体层基体底层之后，在相应的空腔胞元位置处放置硬质薄片；

S13：在此注胶，使其形成覆盖层；

S14：冷却固化、脱模。

优选地：所述S11与S13的步骤相似，均包括以下步骤：

S111：取制适量A、B两个组分可流动性液胶按一定比例混合搅拌均匀后放入真空容器中；

S112：在一定条件下进行脱泡；

S113：然后倒入成型模具中待固化。

优选地：所述S111中，A、B组分的混合比例为1：1。