[发明专利]一种结合预应力梁的车辆底部爆炸防护结构

说明书

本发明为一种结合预应力梁的车辆底部爆炸防护结构。包括防雷板和多个支撑梁；防雷板上平行设置有多个肋板，两侧肋板的横截面为倒“L”型，中部肋板的横截面呈“T”型，肋板上板和防雷板之间行成安装卡槽；支撑梁的横截面呈类“几”字型的轴对称结构，由上板、侧板和侧板端部的翻边组成，上板和侧板的夹角均为100‑150°，侧板和翻边的夹角为90°，支撑梁两侧的翻边分别安装在相邻肋板的安装卡槽内，支撑梁处于被压缩状态，上板和侧板近似垂直设置，对防雷板提供预应力。本发明在受力变形过程中将更快的进入应力因变曲线中的平台段，在平台段应力的小范围变化能够使材料产生更大的变形，利用材料的变形将吸收更多爆炸产生的能量，从而提高车辆的防护能力。

技术领域

本发明属于车辆防护领域，具体涉及一种结合预应力梁的车辆底部爆炸防护结构。

背景技术

简易爆炸装置(Improvised Explosive Device，IED)在战争中被大量使用。来自这些爆炸杀伤武器产生的冲击作用在车辆的底板上，造成底甲板迅速大量变形并传递极高的加速度冲击至车内乘员，造成乘员受伤甚至死亡。

对于此类的爆炸威胁，采用底部防护组件提高车辆抗底部爆炸冲击能力的方式被世界各国广泛使用。目前对组件的研究主要集中在形状设计上，利用不同形状对冲击波的偏执作用从而提高组件对车俩的防护作用，目前常见的有“V”型防护组件，“U”型防护组件。然而对组件形状的改变本身不仅受制于车辆其它结构的制约，还受车辆机动性能和通过性等因素约束，导致车辆的防护能力没法进一步的提升；同时爆炸冲击具有很强的局部性，组件整体形状的改变仍然无法避免组件在局部位置上遭受到强烈的爆炸冲击作用，从而传递至车内乘员身上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结合预应力梁的车辆底部爆炸防护结构。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种结合预应力梁的车辆底部爆炸防护结构，包括防雷板和多个支撑梁；

防雷板上平行设置有多个肋板，防雷板两侧的肋板的横截面为倒“L”型，中部的肋板的横截面呈“T”型，肋板上板和防雷板之间行成安装卡槽；

支撑梁的横截面呈类“几”字型的轴对称结构，由上板、侧板和侧板端部的翻边组成，上板和侧板的夹角均为100-150°，侧板和翻边的夹角为90°，支撑梁两侧的翻边分别安装在相邻肋板的安装卡槽内，支撑梁处于被压缩状态，上板和侧板近似垂直设置，从而对防雷板提供预应力。

进一步的，支撑梁的上板和侧板的夹角均为120°。

进一步的，肋板和防雷板为一体结构。

进一步的，防雷板的材质为高强钢。

进一步的，支撑梁的宽度为60-100mm。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

(1)本发明是由防雷板和支撑梁组成的组件，支撑梁通过挤压变形后安装进防雷板的卡槽中，变形后的支撑梁利用回弹趋势对防雷板提供了预应力；由于预应力的存在，防雷板在受力变形过程中将更快的进入应力因变曲线中的平台段；在应力应变曲线的平台段，应力的小范围变化能够使材料产生更大的变形，利用材料的变形将吸收更多爆炸产生的能量，从而提高车辆的整体防护能力。

(2)爆炸载荷有非常强的局部性，而此防护结构中单个预应力单元与结构受爆炸冲击最严重的局部结构尺度相当或者更小，从而更好的发挥预应力防护效果。

(3)底部爆炸发生时，防护组件主要受到向上的冲击，冲击力将沿着竖直方向传递至车内的乘员身上；支撑梁所提供的预应力主要沿着板件的平行方向，与爆炸载荷方向呈现一定的夹角，对向上传递的冲击力能有很好的抵消作用。

附图说明

图1为本发明防护组件结构的三维示意图。

图2为本发明支撑梁的结构示意图。