本實(shí)用新型屬于船舶防護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種輕質(zhì)船用復(fù)合防護(hù)艙壁。
背景技術(shù):
船舶使用過程中,可能會(huì)遭受各種武器的攻擊。因此對(duì)重要艙室,需要增加其防護(hù)性能,以使重要艙室的結(jié)構(gòu)主體不被破壞,以及保證重要艙室內(nèi)的人員和設(shè)備安全。目前,一般是通過增加艙壁鋼板厚度和加大艙壁構(gòu)件尺寸來提高船用艙壁防護(hù)性能。通過增加艙壁鋼板厚度和加大艙壁構(gòu)件尺寸意味著大大增加船舶的重量,這將對(duì)船舶的使用性能產(chǎn)生較大影響。此外,武器近距離爆炸時(shí),沖擊波和彈片將同時(shí)作用在艙壁上,由于兩種載荷對(duì)結(jié)構(gòu)的作用方式及毀傷特點(diǎn)存在較大的差異,單純依靠增加艙壁鋼板厚度和加大艙壁構(gòu)件尺寸的方法難以同時(shí)滿足對(duì)沖擊波和彈片兩種毀傷載荷的雙重防護(hù)功能,有效性和經(jīng)濟(jì)性差,亟待進(jìn)一步改進(jìn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有重量較輕,能同時(shí)抵御沖擊波和彈片的輕質(zhì)船用復(fù)合防護(hù)艙壁,可顯著提升船用艙壁的防護(hù)能力。
本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
一種輕質(zhì)船用復(fù)合防護(hù)艙壁,包括從外往內(nèi)依次設(shè)置的填充式金屬夾芯結(jié)構(gòu)、加強(qiáng)筋、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板;
所述填充式金屬夾芯結(jié)構(gòu)包括前面板、后面板、夾芯層,所述夾芯層置于前面板、后面板之間,并分別與前面板、后面板連接;在前面板與后面板之間、前面板與夾芯層之間、后面板與夾芯層之間設(shè)有填充材料;
在填充式金屬夾芯結(jié)構(gòu)與纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板之間有一定空隙。
按上述方案,所述夾芯層采用鋼質(zhì)材料制成,包括依次連接的夾芯層單元,所述夾芯層單元的截面呈梯形或半圓形;夾芯層的一側(cè)與前面板連接,夾芯層的另一側(cè)與后面板連接;將夾芯層單元的截面設(shè)計(jì)成梯形或半圓形,能提高夾芯層的變形能力;通過夾芯層的變形能提高對(duì)沖擊波的防護(hù)能力,降低部分彈片的侵徹速度及改變彈片的侵徹方向。
按上述方案,所述加強(qiáng)筋為扁鋼或T型鋼,加強(qiáng)筋的長度大于80cm,即填充式金屬夾芯結(jié)構(gòu)與纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板之間的空隙大于80cm;將間隙設(shè)計(jì)為大于80cm的結(jié)構(gòu),能在不占用空間的情況下,最大限度的降低沖擊波向內(nèi)層結(jié)構(gòu)的傳遞,以及降低彈片的侵徹速度。
按上述方案,所述填充材料為閉孔聚氨酯泡沫材料,密度為50~100 kg/m3,閉孔率大于85%,以較好的實(shí)現(xiàn)能耗,降低沖擊波向內(nèi)層結(jié)構(gòu)的傳遞,以及降低彈片的侵徹速度。
按上述方案,所述前面板、后面板為鋼質(zhì)平板;所述前面板和后面板的厚度可以相同,也可以不相同。
按上述方案,纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板為玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層合板、芳綸纖維增加復(fù)合材料層合板或超高分子量聚乙烯纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層合板,既能降低沖擊波向內(nèi)層結(jié)構(gòu)的傳遞和降低彈片的侵徹速度,也能減輕艙壁的重量。
本實(shí)用新型的有益效果在于:
外層的填充式金屬夾芯結(jié)構(gòu)可有效衰減沖擊波的強(qiáng)度,并能部分減小彈片的侵徹速度及改變彈片的侵徹方向,降低彈片對(duì)后續(xù)結(jié)構(gòu)的侵徹能力;
在填充式金屬夾芯結(jié)構(gòu)與纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板之間設(shè)有間隙,可大大降低沖擊波向內(nèi)層結(jié)構(gòu)的傳遞;以及降低彈片的侵徹速度;
內(nèi)層的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板可實(shí)現(xiàn)對(duì)彈片侵徹的完全防御;
利用夾芯層的變形及填充材料的吸能提高對(duì)沖擊波的防護(hù)能力,降低部分彈片的侵徹速度及改變彈片的侵徹方向;
本實(shí)用新型可同時(shí)抵御沖擊波和彈片對(duì)船體艙壁的毀傷,最大程度對(duì)艙室內(nèi)部人員及設(shè)備起到了保護(hù)的作用。
附圖說明
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明,附圖中:
圖1是實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中:1、填充式金屬夾芯結(jié)構(gòu);1-1、前面板,1-2、后面板,1-3、夾芯層,1-4、填充材料;2、加強(qiáng)筋;3、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板;4、空隙。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型,并不用于限定本實(shí)用新型。
實(shí)施例1,參見圖1,一種輕質(zhì)船用復(fù)合防護(hù)艙壁,包括從外往內(nèi)依次設(shè)置的填充式金屬夾芯結(jié)構(gòu)1、加強(qiáng)筋2、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板3,加強(qiáng)勁2分別與填充式金屬夾芯結(jié)構(gòu)1、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板3連接。填充式金屬夾芯結(jié)構(gòu)1包括前面板1-1、后面板1-2、夾芯層1-3,夾芯層1-3置于前面板1-1、后面板1-2之間,并分別與前面板1-1、后面板1-2連接。夾芯層1-3采用鋼質(zhì)材料制成,包括依次連接的夾芯層單元,夾芯層單元的截面呈梯形。在前面板1-1與后面板1-2之間、前面板1-1與夾芯層1-3之間、后面板1-2與夾芯層1-3之間設(shè)有填充材料4。填充材料4為閉孔聚氨酯泡沫材料,密度為50~100 kg/m3,閉孔率大于85%。在填充式金屬夾芯結(jié)構(gòu)1與纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板3之間有寬度大于80cm的空隙4,即加強(qiáng)筋2的長度大于80cm。
本實(shí)施例中,加強(qiáng)筋2為扁鋼或T型鋼,前面板1-1、后面板1-2為鋼質(zhì)平板。前面板1-1、后面板1-2的厚度可以相同,也可以不相同,根據(jù)實(shí)際需要而定。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板3為玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層合板、芳綸纖維增加復(fù)合材料層合板或超高分子量聚乙烯纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層合板。
本實(shí)施例中,前面板1-1與夾芯層1-3、后面板1-2與夾芯層1-3焊接連接;填充材料1-4通過粘結(jié)劑與前面板1-1、后面板1-2、夾芯層1-3連接。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板3與加強(qiáng)筋2通過螺栓連接。
實(shí)施例2,參見圖2,與實(shí)施例1所不同的是:夾芯層單元的截面呈半圓形。
應(yīng)當(dāng)理解的是,對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說,可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換,而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。