一种具有高效波衰减特性的梯度功能型复合防护结构

本发明涉及工程结构防护领域，具体是一种具有波衰减特性的梯度功能型复合抗弹结构。

背景技术：

1、随着武器发展，混凝土被广泛、大量应用于民用和军事建筑领域。但是，在其应用过程中存在自重大、脆性大(拉压比小)、易开裂等不足，尤其当受到弹体冲击作用时作为靶体的混凝土常会因其脆性大而在强大作用力下产生爆裂和碎块，造成对人员和设备的“二次危害”，需要更高效的防护结构。本发明公布的波衰减性的梯度功能复合结构，可以改善混凝土靶体的脆性，降低冲击荷载作用，通过研究得知，采用多层复合结构设计能够显著提升结构的抗侵彻性能。相对单一混凝土防护结构层，多层混凝土防护结构虽然其整体防护能力较强，使整体防护结构具有多种优异的性能，但其在动态冲击荷载作用下，由于相邻两层结构层间组成、性能相差一般较大而极易出现结构层间发生相对位移或层裂的现象，即结构中出现了新裂缝或裂纹，最终造成整个结构防护性能的大大降低，甚至在某些特殊情况下还低于同等条件下单一混凝土防护结构层。由此，为了进一步提升混凝土结构的防护性能，必须改善和提升多层复合防护结构中相邻结构层间的性能匹配性。

2、基于此，现在提供一种具有波衰减特性的梯度功能型复合抗弹结构，可以消除现有装置存在的弊端，结合实验和理论推导可以使防弹性能提高30％。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种具有波衰减特性的梯度功能型复合抗弹结构，以解决背景技术中的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种具有波衰减特性的梯度功能型复合抗弹结构，包括两个固定侧座和设置在两个固定侧座之间的支撑框板，所述支撑框板两端通过卡接机构与固定侧座连接固定，所述固定侧座下端与安装基座滑动接触，所述安装基座和固定侧座之间通过滑动机构连接，所述安装基座尾部与固定侧座之间还设有缓冲机构，所述固定侧座端部设有用于对子弹进行引导的斜面结构，所述支撑框板上端设有一个安装缺口，安装缺口位置设有抗弹结构。

4、在上述技术方案的基础上，本发明还提供以下可选技术方案：

5、在一种可选方案中：所述抗弹结构至少包括多个设置在安装缺口侧面的多个安装竖槽，安装竖槽由前到后依次设有第一复合板、第二复合板和第三复合板，所述第一复合板为泡沫铝板，第二复合板为高强纤维混凝土板，所述第三复合板采用聚脲板构成，第三复合板表面设有泡沫层。

6、在一种可选方案中：所述支撑框板背面设有一个朝向正面凸起的拱形背面，所述拱形背面表面分布有多个加强筋。

7、在一种可选方案中：所述支撑框板上端设有一个对第一复合板、第二复合板和第三复合板上端紧压的压盖板。

8、在一种可选方案中：所述斜面结构包括设置在固定侧座端部的引导斜面，所述引导斜面与抗弹结构表面呈锐角设置。

9、在一种可选方案中：所述缓冲机构包括设置在安装基座尾部的尾板，所述尾板上的导向孔中滑动设有一个导向滑杆，所述导向滑杆与固定侧座之间通过缓冲弹簧连接，安装基座上端设有与缓冲弹簧相对应的安装后槽。

10、在一种可选方案中：所述滑动机构包括设置在安装基座上端的固定块，固定块侧面设有一个侧滑槽，所述固定侧座下端外侧设有与侧滑槽相配合的侧滑块，侧滑块和侧滑槽的截面可以为矩形或半圆形，所述侧滑块侧面分布有多个球型腔，每个球型腔中配合设有一个滚珠，多个滚珠构成了滚动面。

11、在一种可选方案中：所述卡接机构包括设置在固定侧座侧面的安装卡槽，所述支撑框板两端设有与安装卡槽相配合的安装卡条，通过安装卡槽和安装卡条相配合，从而完成支撑框板与固定侧座之间的卡接固定。

12、在一种可选方案中：两个安装基座之间通过锁紧机构连接，所述锁紧机构包括与安装基座连接的牵引杆，所述牵引杆端部设有一个调节螺栓，两个调节螺栓之间配合设有一个螺栓调节块，所述螺栓调节块外端与调节螺栓之间螺纹连接。

13、相较于现有技术，本发明的有益效果如下：

14、1、本发明针对现有需要进行设计，在抗弹结构中构建了多层间隔设置的复合板，每层复合板波阻抗不同，这样就可以使得子弹击穿的时候多级衰减，并且在初步击穿的时候采用泡沫铝板，不会出现爆开的问题，另外本申请还设置了缓冲结构，可以从另外一个角度吸收子弹冲击力，从而进一步提高了抗弹效果。

技术特征：

1.一种具有波衰减特性的梯度功能型复合抗弹结构，包括两个固定侧座(20)和设置在两个固定侧座(20)之间的支撑框板(17)，所述支撑框板(17)两端通过卡接机构与固定侧座(20)连接固定，其特征在于，所述固定侧座(20)下端与安装基座(11)滑动接触，所述安装基座(11)和固定侧座(20)之间通过滑动机构连接，所述安装基座(11)尾部与固定侧座(20)之间还设有缓冲机构，所述固定侧座(20)端部设有用于对子弹进行引导的斜面结构，所述支撑框板(17)上端设有一个安装缺口(18)，安装缺口(18)位置设有抗弹结构。

2.根据权利要求1所述的具有波衰减特性的梯度功能型复合抗弹结构，其特征在于，所述抗弹结构至少包括多个设置在安装缺口(18)侧面的多个安装竖槽，安装竖槽由前到后依次设有第一复合板(23)、第二复合板(28)和第三复合板(27)，所述第一复合板(23)为泡沫铝板，第二复合板(28)为高强纤维混凝土板，所述第三复合板(27)采用聚脲板构成，第三复合板(27)表面设有泡沫层。

3.根据权利要求1所述的具有波衰减特性的梯度功能型复合抗弹结构，其特征在于，所述抗弹结构至少包括多个设置在安装缺口(18)侧面的多个安装竖槽，安装竖槽由前到后依次设有第一复合板(23)、第二复合板(28)和第三复合板(27)，所述第一复合板(23)为泡沫铝板，第二复合板(28)为高强纤维混凝土板，所述第三复合板(27)采用聚脲板构成，第三复合板(27)表面设有泡沫层。

4.根据权利要求1所述的具有波衰减特性的梯度功能型复合抗弹结构，其特征在于，当复合层状结构材料受到弹体的冲击作用时，基于应力波理论可知，因材料组成、性能间存在差异导致波阻抗不同，造成在层间界面处反射应力波和透射应力波的生成，经过3个不同板介质(波阻抗分别是(ρ0c0)1、(ρ0c0)2和(ρ0c0)3)，就会产生波阻抗(ρ0c0)、透射应力波α和反射应力波β，其中入射应力波、反射应力波和透射应力波速度间存在以下关系：

5.根据权利要求1所述的具有波衰减特性的梯度功能型复合抗弹结构，其特征在于，所述支撑框板(17)背面设有一个朝向正面凸起的拱形背面(24)，所述拱形背面(24)表面分布有多个加强筋(25)，支撑框板(17)上端设有一个对第一复合板(23)、第二复合板(28)和第三复合板(27)上端紧压的压盖板。

6.根据权利要求1所述的具有波衰减特性的梯度功能型复合抗弹结构，其特征在于，所述斜面结构包括设置在固定侧座(20)端部的引导斜面(19)，所述引导斜面(19)与抗弹结构表面呈锐角设置。

7.根据权利要求1所述的具有波衰减特性的梯度功能型复合抗弹结构，其特征在于，所述缓冲机构包括设置在安装基座(11)尾部的尾板(14)，所述尾板(14)上的导向孔中滑动设有一个导向滑杆(26)，所述导向滑杆(26)与固定侧座(20)之间通过缓冲弹簧(13)连接，安装基座(11)上端设有与缓冲弹簧(13)相对应的安装后槽(12)。

8.根据权利要求1所述的具有波衰减特性的梯度功能型复合抗弹结构，其特征在于，所述滑动机构包括设置在安装基座(11)上端的固定块，固定块侧面设有一个侧滑槽(15)，所述固定侧座(20)下端外侧设有与侧滑槽(15)相配合的侧滑块(16)，侧滑块(16)和侧滑槽(15)的截面可以为矩形或半圆形，所述侧滑块(16)侧面分布有多个球型腔，每个球型腔中配合设有一个滚珠，多个滚珠构成了滚动面。

9.根据权利要求1所述的具有波衰减特性的梯度功能型复合抗弹结构，其特征在于，所述卡接机构包括设置在固定侧座(20)侧面的安装卡槽(21)，所述支撑框板(17)两端设有与安装卡槽(21)相配合的安装卡条(22)，通过安装卡槽(21)和安装卡条(22)相配合，从而完成支撑框板(17)与固定侧座(20)之间的卡接固定。

10.根据权利要求1所述的具有波衰减特性的梯度功能型复合抗弹结构，其特征在于，两个安装基座(11)之间通过锁紧机构连接，所述锁紧机构包括与安装基座(11)连接的牵引杆(31)，所述牵引杆(31)端部设有一个调节螺栓(33)，两个调节螺栓(33)之间配合设有一个螺栓调节块(32)，所述螺栓调节块(32)外端与调节螺栓(33)之间螺纹连接。

技术总结
本发明公开了一种具有波衰减特性的梯度功能型复合抗弹结构，涉及工程结构防护领域，该结构包括两个固定侧座和设置在两个固定侧座之间的支撑框板，所述支撑框板两端通过卡接机构与固定侧座连接固定，所述固定侧座下端与安装基座滑动接触，所述安装基座和固定侧座之间通过滑动机构连接，所述安装基座尾部与固定侧座之间还设有缓冲机构，本发明针对现有需要进行设计，在抗弹结构中构建了多层间隔设置的复合板，每层复合板波阻抗不同，这样就可以使得子弹击穿的时候多级衰减，并且在初步击穿的时候采用泡沫铝板，不会出现爆开的问题，另外本申请还设置了缓冲结构，可以从另外一个角度吸收子弹冲击力，从而进一步提高了抗弹效果。

技术研发人员：陈玉,宋睿,邱爽,郭辉
受保护的技术使用者：西南科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15