[发明专利]一种轻质复合微结构防弹装置

说明书

本发明公开一种轻质复合微结构防弹装置，复合微结构导向板包括片层，每层片层包括若干组代表性微元胞；代表性微元胞包括侧边内凹体、侧三角体和顶三角体，侧边内凹体的正上方固定设置顶三角体，斜上方固定设置侧三角体，形成代表性微元胞，相邻的两组代表性微元胞呈阵列排布，并相对固定形成片层，此种复合微结构具有负泊松比特性，当受到子弹冲击被压缩时，在片层的延伸方向上发生收缩变形，结构材料会朝向冲击部位收缩，由于收缩程度不同，在不同的位置方向上产生不同的力，子弹向孔隙处不规则偏移，改变子弹的行进方向，抵消子弹的冲击力，实现良好的防弹效果。本发明中的代表性微元胞是空心的框架结构，因此，孔隙率更大，密度更小，更轻便。

技术领域

本发明涉及防弹技术领域，更进一步涉及一种轻质复合微结构防弹装置。

背景技术

防弹衣是军事领域的必需品，能在关键时刻保护作战人员。随着科技水平的提高和武器制造业的飞速发展，军事等领域对防弹衣的要求越来越高，防弹衣品质的高低与作战时的安全性密切相关。

现有技术采用钢丝网、钢板等重质量材料用于防弹，使防弹衣重量加大，作战人员负重增加，不适合便携式穿戴；现有技术利用钢丝网、弹簧、双层网状结构对子弹的冲击进行三次减速，所设计的减速结构简单，减速效果不强。

对于本领域的技术人员来说，如何提供一种更加轻便、更能防冲击的防弹结构，是目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种轻质复合微结构防弹装置，设置代表性微元胞阵列排布复合形成的片层，利用负泊松比微结构在受到子弹冲击时所产生的“压缩-收缩”的特殊变形模式，可有效实现减速和防弹效果，且结构轻便，具体方案如下：

一种轻质复合微结构防弹装置，包括复合微结构导向板，所述复合微结构导向板包括至少一层片层，每层片层包括若干组代表性微元胞，所述代表性微元胞包括侧边内凹体、侧三角体和顶三角体；

所述侧边内凹体包括两个相互垂直交叉的内凹多边形，每个内凹多边形包括三个外凸的顶角和两条内凹的侧边，两个所述侧边内凹体当中两条内凹的侧边形成的顶角交汇于一点；所述侧三角体和所述顶三角体分别包括两个相互垂直交叉的三角形，两个三角形的其中一个顶角交汇于一点；

所述侧边内凹体交汇的顶角固定于所述顶三角体的底边交叉点；所述侧三角体未交汇的其中一个顶角固定于所述侧边内凹体其中一条内凹的侧边，所述顶三角体未交汇的其中一个顶角固定于所述侧三角体的其中一条侧边；

相邻的两组所述代表性微元胞呈阵列排布，并相对固定形成片层。

可选地，构成所述复合微结构导向板的片层至少具有两种孔隙率的所述代表性微元胞；靠近外侧的片层的孔隙率更大。

可选地，所述侧三角体和所述顶三角体由两个等边三角形或等腰三角形垂直交叉构成；

构成所述侧边内凹体的内凹多边形为轴对称结构，两条内凹的侧边关于对称轴对称分布。

可选地，内外相邻的两个片层中，靠外片层的每个所述侧三角体的对称轴与靠内片层的相应所述侧三角体的对称轴共线设置。

可选地，所述侧边内凹体的每个内凹多边形由两条内凹的侧边和一条平直的底边构成。

可选地，所述侧边内凹体的内凹侧边由两条呈钝角的直杆构成；所述侧三角体固定在内凹点上。

可选地，所述侧边内凹体的每个内凹多边形当中相互交汇的顶角的角度为45～90度。

可选地，还包括鱼鳞排布层，与所述复合微结构导向板并排布置；所述鱼鳞排布层包括若干鱼鳞片，所述鱼鳞片的外表面为弧形面，相邻的所述鱼鳞片具有重叠部分，呈阵列排布构成所述鱼鳞排布层。

可选地，所述鱼鳞片由外表面涂装Line-X材料的非氧化物复合物陶瓷制成；所述鱼鳞排布层位于两层所述复合微结构导向板之间。