本實(shí)用新型適用于安全防護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于安全防護(hù)的高效吸能的復(fù)合結(jié)構(gòu)板。

背景技術(shù)：

目前，廣泛應(yīng)用的吸能材料主要有蜂窩金屬、泡沫材料、纖維增強(qiáng)高聚物等，大多數(shù)吸能材料主要通過產(chǎn)生塑形變形來吸收能量，變形量越大能量吸收越多。這些材料在受到?jīng)_擊時(shí)，主要發(fā)生大變形、屈曲、斷裂等，來吸收沖擊所帶來的能量及應(yīng)力波。從而達(dá)到對(duì)目標(biāo)物體的保護(hù)作用。這些材料在受到低速、線性沖擊時(shí)能夠較好的實(shí)現(xiàn)吸能效果，但是在高速、非線性沖擊情況下，這類材料的應(yīng)力區(qū)域化和材料響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，吸能效果會(huì)大幅度下降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種高效吸能的復(fù)合結(jié)構(gòu)板，不但在低速、線性沖擊時(shí)，能有效吸收沖擊的有害能量，在高速、非線性沖擊時(shí)，也能有效吸收沖擊的有害能量，從而提高對(duì)目標(biāo)物體的安全防護(hù)等級(jí)。

本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種高效吸能的復(fù)合結(jié)構(gòu)板，包括內(nèi)板、外板及吸能結(jié)構(gòu)，所述吸能結(jié)構(gòu)粘接在內(nèi)板和外板中間，吸能結(jié)構(gòu)四周設(shè)有封邊，所述吸能結(jié)構(gòu)由金屬封裝外殼、高分子封裝材料及封裝在高分子封裝材料內(nèi)的納米流體組成，封裝有納米流體的高分子封裝材料安裝在金屬封裝外殼上。

所述的吸能結(jié)構(gòu)用膠水或膠帶粘接在內(nèi)板和外板中間，四周用泡沫膠做封邊。

所述的吸能結(jié)構(gòu)的金屬封裝外殼上沖壓出圓臺(tái)形或圓柱形凸起陣列，作為吸能的框架，圓臺(tái)的高度在4—20mm之間，陣列為正方形陣列或菱形陣列。

所述的內(nèi)板材料為塑料板或鋁合金板，厚度在1mm—3mm之間。

所述的外板材料為鋁合金板或不銹鋼板，厚度在1mm—3mm之間。

所述的金屬封裝外殼材料為鋁合金、鋁鎂合金、鈦合金或不銹鋼薄板。

所述的高分子封裝材料為橡膠、改性橡膠、熱塑性聚酯型TPU、聚醚型TPU或聚氯乙烯PVC。

所述的納米流體由納米多孔材料和非浸潤(rùn)液體進(jìn)行混合而成，所述納米多孔材料為沸石、多孔硅土、納米多孔金屬、碳納米管、活性炭或納米多孔高分子材料，所述非浸潤(rùn)液體為水、無機(jī)鹽溶液或有機(jī)溶液。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益的技術(shù)效果：

本實(shí)用新型可以廣泛應(yīng)用于提高防護(hù)目標(biāo)物體的安全等級(jí)，當(dāng)該復(fù)合結(jié)構(gòu)板受到碰撞或沖擊載荷時(shí)，吸能結(jié)構(gòu)可以將沖擊能量轉(zhuǎn)換為固—液兩相間的表面張力和摩擦力以及高分子材料的變形能和鋁合金外殼的塑性變形能，從而有效提高了能量吸收效率。

通過改變納米流體中納米多孔材料的種類、孔大小、孔結(jié)構(gòu)或者非浸潤(rùn)液體的種類，可以有效控制固—液兩相間的表面張力和摩擦力及起始工作壓力，使得該結(jié)構(gòu)可更廣泛的應(yīng)用于各類碰撞的防護(hù)。

本實(shí)用新型所采用的都是輕質(zhì)薄片材料，整體重量小，有非常好的輕量化效果。本實(shí)用新型能夠大規(guī)模生產(chǎn)制造，具有非常好的推廣和使用價(jià)值。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型提供的高效吸能的復(fù)合結(jié)構(gòu)板的整體結(jié)構(gòu)的分解示意圖。

圖2為本實(shí)用新型提供的高效吸能的復(fù)合結(jié)構(gòu)板的整體結(jié)構(gòu)的截面示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，所述是對(duì)本實(shí)用新型的解釋而不是限定。

如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型是一種高效吸能的復(fù)合結(jié)構(gòu)板，由內(nèi)板1、外板2及內(nèi)外板中間的吸能結(jié)構(gòu)3組成，所述吸能結(jié)構(gòu)用膠水或膠帶粘接在內(nèi)板和外板中間，四周用泡沫膠做封邊4，所述吸能結(jié)構(gòu)由金屬封裝外殼5、高分子封裝材料6及封裝在高分子材料內(nèi)的納米流體7組成。

所述吸能結(jié)構(gòu)3的金屬封裝外殼5沖壓出圓臺(tái)形或圓柱形凸起陣列，作為吸能的框架，圓臺(tái)的高度在4—20mm之間，陣列為正方形陣列或菱形陣列。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，所述吸能結(jié)構(gòu)3的金屬封裝外殼5沖壓出圓臺(tái)形凸起陣列，作為吸能的框架，圓臺(tái)的高度為5mm，陣列為菱形陣列。圓臺(tái)形凸起易于沖壓，制作簡(jiǎn)便，陣列形式有助于提高輕量化。在受到?jīng)_擊時(shí)，單個(gè)或多個(gè)圓臺(tái)凸起發(fā)生較大變形，緩沖目標(biāo)物體受到的沖擊力，提高吸能效果。局部凸起變形后基本不影響復(fù)合板的整體吸能效果，可繼續(xù)使用。

所述內(nèi)板1材料為塑料板或鋁合金板，厚度在1mm—3mm之間。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，所述內(nèi)板1材料為鋁合金板，厚度為1.5mm；

所述外板2材料為鋁合金板或不銹鋼板，厚度在1mm—3mm之間。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，所述外板2材料為鋁合金板，厚度為1.5mm；

所述金屬封裝外殼5材料為鋁合金、鋁鎂合金、鈦合金或不銹鋼薄板。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，所述金屬封裝外殼5材料為鋁合金板，厚度為0.6mm；

所述高分子封裝材料6為橡膠、改性橡膠、熱塑性聚酯型TPU、聚醚型TPU或聚氯乙烯PVC。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，所述高分子封裝材料6為聚醚型TPU，厚度為0.7mm。

所述納米流體7由納米多孔材料(固相)和非浸潤(rùn)液體(液相)進(jìn)行混合而成，所述納米多孔材料為沸石、多孔硅土、納米多孔金屬、碳納米管、活性炭或納米多孔高分子材料，所述非浸潤(rùn)液體為水、無機(jī)鹽溶液或有機(jī)溶液。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，所述納米流體7中的納米多孔材料為沸石粉，所述非浸潤(rùn)液體為水。

本實(shí)用新型可以廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車及船舶制造等領(lǐng)域，可以提高目標(biāo)物體的防護(hù)安全等級(jí)。在碰撞或沖擊載荷發(fā)生時(shí)，吸能結(jié)構(gòu)可以將沖擊能量轉(zhuǎn)換為固—液兩相間的表面張力和摩擦力以及高分子材料的變形能和金屬外殼的塑性變形能，從而有效的提高了能量的吸收效率。而且，本實(shí)用新型所采用的都是輕質(zhì)薄片材料，整體重量小，有非常好的輕量化效果。

以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。