一种基于仿生结构的抗爆吸能器

本发明属于抗爆结构领域，特别是涉及一种基于仿生结构的抗爆吸能器。

背景技术：

1、如何提高防爆炸结构的防护性能是目前防爆技术领域的方向和重点。目前多胞材料因轻质、高比强度、高比强度等优异性能常常被用于抗爆炸夹芯板的芯层结构，相关学者对夹芯结构的芯层做出了大量的设计与研究。

2、对于单一芯层结构，在公开号cn108454194a和cn105033188a专利提出了一种点阵夹芯板的防护结构以及cn109318542a提出的内凹混杂型结构都能够有效地避免爆炸冲击载荷；对于复合型芯层结构，在cn112606495a和cn108454194a中分别提出了负泊松比结构层贴合凸起层的复合结构和含uhmwpe纤维-泡沫铝夹芯的多层复合结构；近年来众多学者从仿生出发，提出了各种具有优异抗爆性能的夹芯结构，如在cn116512708a和cn114673747a专利中分别提出仿鱼鳞堆叠结构和仿墨鱼骨多层结构，进一步提高了夹芯结构的防护能力。

3、然而，上述结构虽然对抗爆炸载荷具有一定抵抗能力，但加工制造方面较为困难，加工成本也相对较高，且不易批量化生产，同时其抗爆性能不一定显著。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于仿生结构的抗爆吸能器，基于仿生学设计夹芯层对夹芯板的抗爆性能的提高具有一定的潜在优势，该抗爆吸能器的芯层以单胞进行排列，并通过3d打印的方式一体化设计并进行批量化生产，有效降低了生产成本并提高了生产速度，同时依托于杨桃在成熟之后通过外部结构能够有效避免从树上跌落或受到其它生物和环境因素的挤压，其外部的结构形状能够较好的保护内部果肉的优异抗冲击性能，从而解决了背景技术中的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

3、本发明的一种基于仿生结构的抗爆吸能器，包括迎爆板、芯层结构、背板；

4、所述芯层结构采用防杨桃单胞结构阵列布置而成等高芯层；

5、所述防杨桃单胞结构的形态采用杨桃造型、杨桃剖面拉伸后形成的杨桃柱体造型、杨桃中间线等分切割后的杨桃台体造型、杨桃中间线等分切割后头尾合并后的第一杨桃组合造型、由杨桃柱体造型与杨桃台体造型顶端相组合的第二杨桃组合造型、由杨桃台体造型底端与杨桃柱体造型相组合的第三杨桃组合造型中任意一种；

6、所述芯层结构的中心竖向设置有空心圆柱。

7、进一步地，所述迎爆板、芯层结构、背板均采用603钢。

8、进一步地，所述芯层结构采用3d打印而成。

9、本发明相对于现有技术包括有以下有益效果：

10、(1)本发明的芯层结构采用阵列布置的防杨桃单胞结构构成，该防杨桃单胞结构采用易于实现的3d打印方式制成，且迎爆板、芯层结构、背板均采用603钢，便于一体化方式进行批量化生产和制造；

11、(2)防杨桃单胞结构采用自然界仿生灵感设计，在杨桃成熟之后会从高空跌落到地面并受到其它生物和周围环境的挤压，为了避免这些不同方式的冲击压力，杨桃进化出了优异的抗击载荷的性能，将其结构引入至抗爆炸防护芯层结构中国，能够有效的提高夹芯板的防护性能；

12、(3)经过测试及实验，相对于相同密度及排列方式布置的圆管芯层，在相同爆炸条件下进行模拟，由防杨桃单胞结构阵列构成的芯层结构具有很大的能量吸收率提升。

13、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术特征：

1.一种基于仿生结构的抗爆吸能器，包括迎爆板(1)、芯层结构(2)、背板(3)，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种基于仿生结构的抗爆吸能器，其特征在于，所述迎爆板(1)、芯层结构(2)、背板(3)均采用603钢。

3.根据权利要求2所述的一种基于仿生结构的抗爆吸能器，其特征在于，所述芯层结构(2)采用3d打印而成。

技术总结
本发明公开了一种基于仿生结构的抗爆吸能器，涉及抗爆结构领域。本发明包括迎爆板、芯层结构、背板；芯层结构采用防杨桃单胞结构阵列布置而成等高芯层；该防杨桃单胞结构采用易于实现的3D打印方式制成，且迎爆板、芯层结构、背板均采用603钢，便于一体化方式进行批量化生产和制造；防杨桃单胞结构采用自然界仿生灵感设计，在杨桃成熟之后会从高空跌落到地面并受到其它生物和周围环境的挤压，为了避免这些不同方式的冲击压力，杨桃进化出了优异的抗击载荷的性能，将其结构引入至抗爆炸防护芯层结构中国，能够有效的提高夹芯板的防护性能。

技术研发人员：郑志军,陈国杰,王克鸿,周琦,郭顺,段梦伟,彭克锋,张永亮
受保护的技术使用者：中国科学技术大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12