组合式防护结构及其设计方法

技术特征：
1.组合式防护结构，其特征在于：包括防弹防爆层(3)以及与所述防弹防爆层(3)分离、间隔设置，且设置在所述防弹防爆层(3)迎爆面的冲击波阻滞缓冲层(2)；所述冲击波阻滞缓冲层(2)为多孔多阻抗结构。2.根据权利要求1所述的组合式防护结构，其特征在于：所述防弹防爆层(3)与冲击波阻滞缓冲层(2)之间的间隔至少为所述冲击波阻滞缓冲层(2)厚度的0.5倍。3.根据权利要求1所述的组合式防护结构，其特征在于：所述冲击波阻滞缓冲层(2)主体结构为多孔阻燃泡沫，所述主体结构内部分布两个以上内部填充有防爆液体的孔。4.根据权利要求3所述的组合式防护结构，其特征在于：所述冲击波阻滞缓冲层主体结构为阻燃聚氨酯泡沫，所述主体结构内部沿其厚度方向设置一层以上轴向通孔，所述轴向通孔内部封装防爆液体。5.根据权利要求4所述的组合式防护结构，其特征在于：当在所述冲击波阻滞缓冲层主体结构内部设置两层以上轴向通孔时，相邻层的轴向通孔交叉分布。6.根据权利要求1-5任一项所述的组合式防护结构，其特征在于：所述防弹防爆层为复合防爆结构。7.根据权利要求6所述的组合式防护结构，其特征在于：所述防弹防爆层为四层结构，从迎爆面向背爆面依次为：防弹纤维层、应力波调节层、防弹层和弹性层。8.根据权利要求1-5任一项所述的组合式防护结构，其特征在于：所述防弹防爆层为金属防爆结构。9.根据权利要求1-5任一项所述的组合式防护结构，其特征在于：所述防弹防爆层(3)和所述冲击波阻滞缓冲层(2)之间可拆卸连接。10.根据权利要求1-5任一项所述的组合式防护结构，其特征在于：所述冲击波阻滞缓冲层(2)的厚度至少为30mm。11.根据权利要求1-5任一项所述的组合式防护结构，其特征在于：所述冲击波阻滞缓冲层(2)内部开孔部分的体积至少为所述冲击波阻滞缓冲层(2)总体积的1/3。12.根据权利要求1-5任一项所述的组合式防护结构，其特征在于：所述防弹防爆层(3)和所述冲击波阻滞缓冲层(2)均为环形结构，所述冲击波阻滞缓冲层(2)同轴设置在所述防弹防爆层(3)内部。13.根据权利要求12所述的组合式防护结构，其特征在于：所述冲击波阻滞缓冲层(2)与内部爆炸物对应高度位置处内径最大，然后向轴向两端内径递减。14.组合式防护结构的设计方法，其特征在于：所述组合式防护结构为上述权利要求1-13任一项所述的组合式防护结构，对所述组合式防护结构的设计包括对所述冲击波阻滞缓冲层(2)的设计：步骤1：依据破片的平均速度计算破片达到防爆防弹层(3)内壁面的时间：步骤2：初步给定冲击波阻滞缓冲层的内径、厚度以及其内部蜂窝状孔的层数、孔径：步骤3：建立冲击波阻滞缓冲层(2)的仿真模型，仿真得到冲击波阻滞缓冲层(2)的冲击波阻滞系数，然后计算得到有冲击波阻滞缓冲(2)时，冲击波压力到达防爆防弹层(3)的时间；当计算得到的时间不小于步骤1所计算的破片达到防爆防弹层(3)内壁面的时间时，调整所述冲击波阻滞缓冲层(2)的厚度，直至计算的冲击波压力到达防爆防弹层(3)内壁面的时间小于步骤1所计算的破片达到防爆防弹层(3)内壁面的时间。
15.根据权利要求14所述的组合式防护结构的设计方法，其特征在于：所述步骤2中，所述冲击波阻滞缓冲层(2)的内径至少为300mm；所述冲击波阻滞缓冲层(2)的厚度至少为30mm。16.根据权利要求14所述的组合式防护结构的设计方法，其特征在于：所述步骤2中，对于大当量的爆炸物，所述冲击波阻滞缓冲层(2)内部蜂窝孔采用双层结构排布；开孔部分的体积至少为冲击波阻滞缓冲层(2)总体积的1/3；对于小当量的爆炸物，所述冲击波阻滞缓冲层(2)内部蜂窝孔采用单层排布；蜂窝孔的内径至少为冲击波阻滞缓冲层(2)厚度的1/3。17.根据权利要求14-16任一项所述的组合式防护结构的设计方法，其特征在于：所述步骤1中，以格尼公式预测的自然破片速度v
g
作为破片的平均速度；其中：为格尼常数；m
e
为炸药质量，m
c
为破片质量；则破片达到防爆防弹层内壁面的时间为r/v
g
。

技术总结
本发明提供一种组合式防护结构，采用双层分离式结构，在使用时进行组合防护，通过组合的作用，内层结构能够衰减冲击波，并且能够有效延长冲击波到达外层结构的时间，避免冲击波预先加载造成外层的防破片能力下降，保证在爆炸载荷冲击波和破片同时作用下，具有较优的防护效能，并且爆炸后外层结构具有一定的完整性。该组合式防护结构为双层分离结构，包括防弹防爆层和设置在所述防弹防爆层内部的冲击波阻滞缓冲层；所述冲击波阻滞缓冲层为多孔多阻抗结构。阻抗结构。阻抗结构。


技术研发人员：卞晓兵 黄广炎 刘彦 王涛 吴广 覃巧丽
受保护的技术使用者：北京理工大学重庆创新中心
技术研发日：2022.07.08
技术公布日：2022/11/15