[发明专利]一种舰船柔性结构材料一体化防护结构及其设计方法

权利要求书

1.一种舰船柔性结构材料一体化防护结构，其特征在于，包括多个依次连接的柔性承压单元(A)，所述柔性承压单元(A)包括模块底座(1)、承压面(7)及连接在所述模块底座(1)和承压面(7)之间的柔性承压臂机构(8)，所述模块底座(1)底部与舰船外壳连接。

2.根据权利要求1所述的一种舰船柔性结构材料一体化防护结构，其特征在于，所述承压面(7)下方设有上连接块(21)，所述模块底座(1)上方,设有下连接块(2)，柔性承压臂机构(8)上下端分别与上连接块(21)和下连接块(2)绞接。

3.根据权利要求2所述的一种舰船柔性结构材料一体化防护结构，其特征在于，所述承压面(7)的顶部为向外凸起的凸面形结构，且投影面积与所述模块底部(1)的面积大小相等。

4.根据权利要求2所述的一种舰船柔性结构材料一体化防护结构，其特征在于，所述柔性承压臂(8)包括多个柔性支撑臂(3)和弹簧连接机构，其中柔性支撑臂(3)的上下端分别与上连接块(21)和下连接块(2)绞接，并且沿着上连接块(21)和下连接块(2)中心沿周向均布；

所述柔性支撑臂(3)包括上支撑杆(31)和下支撑杆(32)；上支撑杆(31)和下支撑杆(32)通过铰接点(33)铰接，多个周向分布的铰接点(33)向外突出；

所述弹簧连接机构设置于位置相对的一对柔性支撑臂(3)之间。

5.根据权利要求4所述的一种舰船柔性结构材料一体化防护结构，其特征在于，所述弹簧连接机构包括上短弹簧(41)、下短弹簧(4)；

所述的上支撑杆(31)的上端均设有上弹簧连接杆(51)，位置相对的上支撑杆(31)的上弹簧连接杆(51)之间连接上短弹簧(41)；

所述的下支撑杆(32)的下端均设有下弹簧连接杆(5)，位置相对的下支撑杆(32)的下弹簧连接杆(5)之间连接下短弹簧(4)。

6.根据权利要求4所述的一种舰船柔性结构材料一体化防护结构，其特征在于，所述弹簧连接机构包括长弹簧(6)；所述的长弹簧(6)两端分别连接位置相对的铰接点(33)。

7.根据权利要求1到6任一项所述的一种舰船柔性结构材料一体化防护结构的设计方法，其特征在于，包括以下设计步骤：

S1确定所述舰船柔性结构材料一体化防护结构所面对的冲击类型和量级；

S2确定所述舰船柔性结构材料一体化防护结构各构件采用的材料，并得到所有材料类型的本构方程；

S3确定所述模块底部(1)和承压面(7)的尺寸大小；

S4确定所述柔性支撑臂(3)的截面形状、尺寸、杆的长度和上支撑杆(31)、下支撑杆(32)向外倾斜的角度，以及上弹簧连接杆(51)、下弹簧连接杆(5)的截面形状、尺寸和杆的长度；

S5通过数值仿真还原所述舰船柔性结构材料一体化防护结构的有限元模型以及受到的载荷从而得到最符合实际要求的参数。

8.根据权利要求7所述的一种舰船柔性结构材料一体化防护结构的设计方法，其特征在于，步骤S1中，以水下爆炸的冲击为所述舰船柔性结构材料一体化防护结构所参考的冲击类型。

9.根据权利要求7所述的一种舰船柔性结构材料一体化防护结构的设计方法，其特征在于，

步骤S5中，所述数值仿真包括以下步骤：

S51采用SolidWorks软件对柔性承压单元(A)进行建模；

S52导入Hypermesh软件进行网格划分；

S53在Ls-Dyna软件或Abaqus软件中将通过S2收集的材料本构代入各模型，加入通过S1确定的冲击载荷，进行数值仿真，模拟柔性承压单元(A)的受冲击过程，对各构件的几何尺寸进行参数化分析，选择出各构件的最佳几何参数。