CN104329991A - 一种包含四棱锥点阵结构的轻质复合三明治防弹结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包含四棱锥点阵结构的轻质复合三明治防弹结构，该三明治防弹结构包括复合防弹层和四棱锥点阵结构，该复合防弹层由面层和背层通过胶粘剂粘合在一起；该面层为陶瓷材料层；该背层为纤维增强树脂基复合材料层；该四棱锥点阵结构位于两层该复合防弹层之间，其垂直于复合防弹层方向的高度为10～15mm。本发明的有益效果为：在两层复合防弹层之间设置有四棱锥点阵结构，四棱锥点阵结构由于质量轻、体积小、杆系结构等原因既有利于降低入射弹体的动能，对其产生明显的销蚀和镦粗作用，提高三明治防弹结构的整体防弹性能，又极大地降低了三明治防弹结构的整体质量，兼顾了防弹和轻质的要求。

Description

一种包含四棱锥点阵结构的轻质复合三明治防弹结构
技术领域
本发明涉及一种轻质复合三明治防弹结构，具体涉及一种包含四棱锥点阵结构的轻质复合三明治防弹结构，用于防护技术领域。
背景技术
传统复合防弹结构由两部分构成，即面板与背板，一般都是将面板和背板单独成型后再通过胶粘剂粘接为一体。面板一般采用高硬度、高强度陶瓷，例如氧化铝陶瓷、碳化硅陶瓷、碳化硼或氮化硼等陶瓷，背板一般使用高性能、高强度纤维增强树脂基复合材，例如玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维或超高分子量聚乙烯纤维等纤维增强环氧树脂、双马来酰亚胺树脂等树脂形成的纤维增强树脂基复合材。由于面板所采用的陶瓷材料的脆性，导致了其不能单独作为防弹材料使用，必须通过束缚或者一定的背板支撑才能发挥其优异的防弹性能，如此便要求背板既要为面板提供足够的刚性支撑，同时还能高效吸收子弹冲击波能量。
同时，目前对防弹结构的要求越来越高，在要求其具有高的防弹性能的同时，轻质已经逐渐地成为人们首要最求的目标。对于目前广泛使用的高性能纤维增强树脂基复合材料背板和陶瓷面板组成的防弹结构而言，难以同时兼顾轻质和防弹性能的要求，这限制了这些常规的防弹结构在一些特定的技术领域的应用。因此，设计一种兼顾轻质和高防弹性能的复合防弹结构是必要的。
为此，本发明的设计者有鉴于上述技术缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种包含四棱锥点阵结构的轻质复合三明治防弹结构，以克服上述技术缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题为：设计一种包含四棱锥点阵结构的轻质复合三明治防弹结构，以解决现有技术中的防弹板不能够兼顾轻质和高防弹性能的技术缺陷。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
一种包含四棱锥点阵结构的轻质复合三明治防弹结构，所述的三明治防弹结构包括复合防弹层和四棱锥点阵结构，其特征在于：所述的复合防弹层由面层和背层通过胶粘剂粘合在一起；所述的面层为陶瓷材料层，厚度为3mm～5mm；所述的背层为纤维增强树脂基复合材料层，厚度为2mm～5mm；所述的四棱锥点阵结构位于两层所述的复合防弹层之间，其垂直于复合防弹层方向的高度为10～15mm。
上述的包含四棱锥点阵结构的轻质复合三明治防弹结构，其特征在于：所述的陶瓷材料为氧化铝、碳化硅、氮化硅、碳化硼或氮化硼。
上述的包含四棱锥点阵结构的轻质复合三明治防弹结构，其特征在于：所述的纤维增强树脂基复合材料为玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维或超高分子量聚乙烯纤维增强环氧树脂或双马来酰亚胺树脂形成的纤维增强树脂基复合材料。
上述的包含四棱锥点阵结构的轻质复合三明治防弹结构，其特征在于：所述的胶粘剂为环氧树脂胶粘剂、聚乙烯树脂胶粘剂或聚氨酯胶粘剂。
本发明的包含四棱锥点阵结构的轻质复合三明治防弹结构的防弹机理为：入射弹体分别与上、下复合防弹层作用时极大地降低了入射弹体的动能；而位于中间夹芯的四棱锥点阵结构由于质量轻、体积小、杆系结构等原因，产生了明显的入射弹体的销蚀和墩粗现象，使得入射弹体速度也明显下降，从而极大地提高了复合三明治防弹结构的防弹性能。
通过上述技术方案可知，本发明的包含四棱锥点阵结构的轻质复合三明治防弹结构具有如下技术效果：
1、在两层复合防弹层之间设置有四棱锥点阵结构，四棱锥点阵结构由于质量轻、体积小、杆系结构等原因有利于降低入射弹体的动能，对入射弹体产生明显的销蚀和镦粗作用，提高三明治防弹结构的整体防弹性能。
2、在两层复合防弹层之间设置有四棱锥点阵结构，四棱锥点阵结构在保证了防弹性能的同时极大地降低了复合防弹板的整体质量，兼顾了防弹和轻质的要求。
本发明的详细内容可通过下述的详细说明及说明书附图而得到。
附图说明
图1为本发明的包含四棱锥点阵结构的轻质复合三明治防弹结构的示意图。
图2为本发明的复合防弹层的结构示意图。
图中：1为前复合防弹层、2为四棱锥点阵结构、3为后复合防弹层、4为面层、5为胶粘剂层、6为背层。
具体实施方式
下面结合说明书附图详细说明本发明的包含四棱锥点阵结构的轻质复合三明治防弹结构的具体结构。
参见图1和图2，显示了本发明的包含四棱锥点阵结构的轻质复合三明治防弹结构。
本发明的一种包含四棱锥点阵结构的轻质复合三明治防弹结构，该三明治防弹结构包括复合防弹层1、3和四棱锥点阵结构2，该复合防弹层1、3由面层4和背层6通过环氧树脂胶粘剂层5粘合在一起；该面层4为氧化铝、碳化硅、氮化硅、碳化硼或氮化硼陶瓷材料层，厚度为4mm；该背层6为玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维或超高分子量聚乙烯纤维增强环氧树脂或双马来酰亚胺树脂形成的纤维增强树脂基复合材料层，厚度为3.5mm；该四棱锥点阵结构2位于两层所述的复合防弹层1、3之间，其垂直于复合防弹层1、3方向的高度为12mm。
通过上述结构可知，本发明的包含四棱锥点阵结构的轻质复合三明治防弹结构具有如下优点：
1、在两层复合防弹层之间设置有四棱锥点阵结构，四棱锥点阵结构由于质量轻、体积小、杆系结构等原因有利于降低入射弹体的动能，对入射弹体产生明显的销蚀和镦粗作用，提高三明治防弹结构的整体防弹性能。
2、在两层复合防弹层之间设置有四棱锥点阵结构，四棱锥点阵结构在保证了防弹性能的同时极大地降低了复合防弹板的整体质量，兼顾了防弹和轻质的要求。
显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明公开的内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且根据附图描述了实施例，但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。

Claims (4)

1.一种包含四棱锥点阵结构的轻质复合三明治防弹结构，所述的三明治防弹结构包括复合防弹层和四棱锥点阵结构，其特征在于：所述的复合防弹层由面层和背层通过胶粘剂粘合在一起；所述的面层为陶瓷材料层，厚度为3mm～5mm；所述的背层为纤维增强树脂基复合材料层，厚度为2mm～5mm；所述的四棱锥点阵结构位于两层所述的复合防弹层之间，其垂直于复合防弹层方向的高度为10～15mm。
2.如权利要求1所述的包含四棱锥点阵结构的轻质复合三明治防弹结构，其特征在于：所述的陶瓷材料为氧化铝、碳化硅、氮化硅、碳化硼或氮化硼。
3.如权利要求1所述的包含四棱锥点阵结构的轻质复合三明治防弹结构，其特征在于：所述的纤维增强树脂基复合材料为玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维或超高分子量聚乙烯纤维增强环氧树脂或双马来酰亚胺树脂形成的纤维增强树脂基复合材料。
4.如权利要求1所述的包含四棱锥点阵结构的轻质复合三明治防弹结构，其特征在于：所述的胶粘剂为环氧树脂胶粘剂、聚乙烯树脂胶粘剂或聚氨酯胶粘剂。
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