[发明专利]一种金属夹层复合防护结构

说明书

本发明公开了一种金属夹层复合防护结构，属于爆炸冲击防护领域。该结构主要有上面板、夹芯层、下面板和聚脲弹性体组成。夹心层由等间距的I型金属栅格板构成并焊接在上、下面板之间，聚脲喷涂面板的外表面，可单独喷涂在上面板外表面或下面板外表面或上下面板两面喷涂，形成材质均匀和厚度一致的弹性体，并紧密的附着在面板的外表面。本发明提供的一种金属夹层复合防护结构，在聚脲弹性体和金属夹层结构的相互作用下，能够有效抵抗爆炸冲击波作用，具有良好的抵抗变形破坏和吸能性能，适用于航空航天、船舶等领域。

技术领域

本发明属于爆炸冲击防护领域，涉及一种金属夹层复合结构，特别涉及一种喷涂聚脲金属夹层复合防护结构。

背景技术

现代复杂的军事冲突和日益活跃的恐怖袭击的环境，以及武器弹药高效毁伤和精确打击能力的提升，对目标结构防护性能提出了更高的要求，为此，需要不断提高目标结构的防护性能来减小武器弹药对目标的威胁和破坏。与单一金属板结构相比，夹层结构以其轻质、高比强度、高比刚度、良好抗爆抗冲击性能、吸声隔震隔热等优良的力学特性，被广泛应用于包装工程、航空航天飞行器、高速列车、汽车、舰船及建筑业等领域。夹层结构可根据其采用的基体材料分为金属夹层结构、复合材料夹层结构或杂交夹层结构。一般夹层结构可依据芯层材料的拓扑形式分为三类：泡沫夹芯夹层结构、格栅夹层结构和点阵夹层结构。常见的金属夹层结构形式有蜂窝夹层结构、波纹夹层结构、桁架夹层结构等。对于金属夹层结构，通常改变夹层内栅格拓扑结构形式(如X型、I型、Y型、O型等)来提高结构的抗爆抗冲击性能，夹层结构作为防护结构时，置于背板一侧的被保护目标通常与背板结构接触或较近，背板在爆炸冲击载荷作用下的最大变形量是衡量夹层结构抗爆抗冲击性能的一个重要指标，然而依靠改变夹层内栅格拓扑结构形式来提高结构抗爆抗冲击性能有限，如何进一步提高夹层类型结构的抗爆抗冲击性能是爆炸冲击防护领域不断追求的目标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种喷涂聚脲金属夹层复合防护结构，能进一步提高目标的抗爆抗冲击能力。

聚脲弹性体有良好的力学性能，具有较高的抗拉强度和断裂伸长率，能够提高结构的抗弯强度。在爆炸冲击载荷作用下，金属夹层结构的上面板和下面板主要承受载荷的弯曲和拉伸作用，夹心层承受载荷的剪切作用。利用聚脲弹性体的优良力学性能和金属夹层结构的特点，提供一种金属夹层复合防护结构，发挥聚脲弹性体和金属夹层结构的相互协作，提高复合结构的整体性能，吸收或衰减冲击能量，达到更优的防护效果。

为了达到上述目的，本发明的技术解决方案：一种金属夹层复合防护结构，包括聚脲弹性体1、上面板2、夹芯层3、下面板4、聚脲弹性体5；所述聚脲弹性体1为异氰酸酯组分和氨基化合物组分反应生成的一种弹性体物质，对上面板2的上表面进行打磨抛光处理并涂覆底漆，然后采用聚脲喷涂机将两种组份喷涂在上面板2(迎爆面方向)的上表面，固化后形成厚度一致的聚脲弹性体；所述上面板2为一块金属材质的薄板，上面板2的下表面通过焊接工艺(电弧焊、氩弧焊、等离子体焊等)与夹芯3的栅格板焊接组装在一起；所述夹芯层3为I型栅格结构的栅格板组成，栅格板为金属材质且等间距分布在夹心层3空间内，栅格板位于上面板2和下面板3之间且通过焊接方式分别与上面板2、下面板4连接；所述下面板4(背板)也为一块金属材质薄板，下面板4的内表面与夹心层内栅格板的下端面连接；所述聚脲弹性体5和聚脲弹性体1材质一致，下面板4外表面处理方式同上面板2的上表面处理方式一致，采用聚脲喷涂机将两种组份喷涂在下面板4的外表面，形成材质均匀及厚度一致的聚脲弹性体，并紧密的附着在下面板4的外表面；所述金属材质为不锈钢、碳素钢、铝合金、钛合金、装甲钢等。

本发明的金属夹层复合防护装置，与现有技术相比，带来的效果体现在以下两个方面：

1)金属夹层结构上、下面板的外表面喷涂有聚脲弹性体，显著提高了金属夹层复合防护结构的抗爆抗冲击性能；