專利名稱：一種蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)型復(fù)合材料雙筒結(jié)構(gòu)及應(yīng)用其的防撞系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程建設(shè)領(lǐng)域，尤其是一種適用于各類橋梁的橋墩、碼頭、水上建筑、海洋平臺等用以減輕船舶、車輛、浮冰撞擊災(zāi)害的防撞設(shè)施及用于輕質(zhì)高強(qiáng)的豎向承載構(gòu)件，具體地說是一種利用復(fù)合材料制造的可設(shè)計性強(qiáng)、成本低、耐腐蝕的蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)型復(fù)合材料雙筒結(jié)構(gòu)及應(yīng)用其的防撞系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著交通運輸業(yè)的快速發(fā)展，我國近期修建的跨越通航江河、港區(qū)和海峽的大型橋梁數(shù)量逐步增多，而航道上船舶數(shù)量也不斷增加且船型趨于大型化，使得橋梁和通行船舶之間的矛盾日趨突出，因此船舶撞擊橋墩的事故亦不斷增加。船舶對橋梁的撞擊所造成的結(jié)構(gòu)損傷在一定程度上降低了橋梁在設(shè)計壽命內(nèi)的承載能力和耐久性，甚至?xí)?dǎo)致整個結(jié)構(gòu)的倒塌。由船(車)撞橋事故所導(dǎo)致的人員傷亡、財產(chǎn)損失以及環(huán)境破壞是驚人的。很多船撞橋事故輕則損失數(shù)萬元，重則人員傷亡、損失以數(shù)百萬、數(shù)千萬甚至數(shù)十億美元計，大量的間接損失更是難以計算。因此對橋梁采取防撞設(shè)施尤為必要。經(jīng)過多年的研究應(yīng)用，國內(nèi)外出現(xiàn)了多種類型的橋墩防撞設(shè)施，但其基本原理是基于能量吸收、動量緩沖而設(shè)計的，每種防撞設(shè)施都有其特點和使用條件。但目前常用的樁群方式、薄殼筑沙圍堰方式、人工島方式等，一般適用于水淺、地質(zhì)情況較好的場合，雖然一勞永逸，但會影響航道，且常常因為造價太高或者條件不具備而放棄。而鋼結(jié)構(gòu)套箱消能設(shè)施利用鋼材塑性變形破損消能，但其通常承受單次撞擊，撞損后維修較困難；同時碰撞時船體易受損傷；另外鋼材常年在水中易銹蝕，維護(hù)費用較高。鑒于目前常用防撞設(shè)施存在的諸多弊端，采用新材料設(shè)計開發(fā)新型防撞系統(tǒng)迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有橋梁防撞設(shè)施存在的防撞效果差、成本高、修復(fù)難度大等問題，提供一種整體性強(qiáng)、成本低、耐腐蝕、且能延長撞擊時間、經(jīng)受多次撞擊的蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)型復(fù)合材料雙筒結(jié)構(gòu)及應(yīng)用其的防撞系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案解決的
一種蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)型復(fù)合材料雙筒結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的雙筒結(jié)構(gòu)包括外筒和內(nèi)筒，在外筒和內(nèi)筒之間設(shè)有蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)體且在內(nèi)筒內(nèi)填充有填充材料體。所述的外筒和內(nèi)筒上設(shè)有沿外筒和內(nèi)筒的徑向布置的檢修孔。所述雙筒結(jié)構(gòu)的端部設(shè)有榫卯接頭，所述的榫卯接頭采用蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)體制成。所述的榫卯接頭包括凹接頭和凸接頭，所述的凹接頭和凸接頭上設(shè)有連接孔且凹接頭和凸接頭的外形呈棱臺形、圓臺形或六邊形。所述的外筒和內(nèi)筒為復(fù)合材料筒體、塑料筒體、金屬筒體、輕木或泡沫復(fù)合材料夾芯管、復(fù)合材料夾砂管、表層纏繞復(fù)合材料的金屬骨架中的一種或幾種。
所述的外筒采用纖維與樹脂制成，其中纖維為碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維、芳綸纖維、混雜纖維中的至少一種，樹脂為不飽和聚酯、鄰苯樹脂、乙烯基樹脂、環(huán)氧樹脂、無機(jī)樹脂或熱塑性樹脂材料中的至少一種。所述的蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)體為由纖維腹板構(gòu)成的空腹結(jié)構(gòu)或者纖維腹板與夾芯材料構(gòu)成的實腹結(jié)構(gòu)，所述的纖維腹板呈單層單向、單層多向、多層單向或多層多向布置在外筒和內(nèi)筒構(gòu)成的腔體內(nèi)；其中纖維腹板采用纖維與樹脂制成，夾芯材料為聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫、碳泡沫、PEI泡沫、PMI泡沫、聚酰亞胺泡沫、Balsa木、泡桐木、杉木、聚氨酯彈性體或強(qiáng)芯氈中的至少一種。所述的填充材料體為緩沖耗能材料或者緩沖耗能材料與空心裝置的結(jié)合或者緩沖耗能材料與蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)體的結(jié)合；其中緩沖耗能材料為聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫、聚苯泡沫、碳泡沫、PEI泡沫、PMI泡沫、聚酰亞胺泡沫、Balsa木、泡桐木、杉木、泡沫鋁、泡沫砂、砂、泡沫顆粒與砂的混合料、聚苯砂漿、橡膠輪胎、橡膠粒、橡膠塊、聚氨酯彈性體、陶粒、石子、煤矸石粉、液體、混凝土、加氣泡沫混凝土、蜂窩、毛竹中一種或幾種，空心裝置為封閉的金屬管、復(fù)合材料纏繞管、復(fù)合材料拉擠管、塑料管、塑料空心球、復(fù)合材料空心球、金屬空心球中的一種或幾種。所述的防撞系統(tǒng)包括蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)型復(fù)合材料雙筒結(jié)構(gòu)，蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)型復(fù)合材料雙筒結(jié)構(gòu)包括直筒單元和彎筒單元，相鄰且相互連接的直筒單元之間或者直筒單元和彎筒單元之間或者彎筒單元之間通過榫卯接頭和插銷棒相連構(gòu)成條形或者環(huán)狀的防撞系統(tǒng)，所述防撞系統(tǒng)的內(nèi)側(cè)設(shè)有移動裝置。所述的移動裝置為萬向輪、尼龍或金屬滾輪、聚四氟乙烯滑板、聚氯乙烯滑板、塑料滑板、鋼板、復(fù)合材料板、蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)柱體中的至少一種；所述的插銷棒采用鋼棒、木棒、混凝土棒、FRP約束鋼棒、FRP約束木棒、FRP約束混凝土棒、尼龍棒、高分子塑料棒、鎖鏈、鋼絞線中的一種或幾種的組合。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點
本發(fā)明的外筒和內(nèi)筒與蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)體整體編織成型，具有承載能力強(qiáng)、吸能效果好的特點，可有效分散船舶撞擊荷載，抵御船舶的多次撞擊。蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)體可將外筒筒體、內(nèi)筒筒體粘結(jié)為一個整體，內(nèi)筒、外筒雙筒構(gòu)造實現(xiàn)多級設(shè)防；同時內(nèi)筒內(nèi)填充的填充材料體具有較大的剛度，可限制防撞系統(tǒng)的整體變形，保證其不會破裂，且填充材料體通過摩擦消耗大量能量，可根據(jù)工程需要靈活選取材料。本發(fā)明的雙筒結(jié)構(gòu)的筒體采用強(qiáng)耐腐蝕、力學(xué)性能優(yōu)越的樹脂基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，也可在鋼管外纏繞纖維復(fù)合材料，使用年限可達(dá)50年以上，可適應(yīng)江水、海水等各種惡劣環(huán)境，后期維護(hù)費用低。本發(fā)明各個獨立的雙筒結(jié)構(gòu)單元之間通過端部的榫卯接頭和插銷棒快速連成一個整體，安裝快捷方便，單個單元損壞更換方便，具有可設(shè)計性強(qiáng)、制造成本適中、使用壽命長且便于維護(hù)和修復(fù)的特點，適宜推廣使用。


附圖1為本發(fā)明的防撞結(jié)構(gòu)示意 附圖2為本發(fā)明的防撞結(jié)構(gòu)剖面示意圖； 附圖3為本發(fā)明的防撞結(jié)構(gòu)橫截面示意圖，其中圖3(a)為具有外筒、內(nèi)筒、編織在內(nèi)筒和外筒之間的蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)體且內(nèi)筒內(nèi)部填充有緩沖耗能材料的雙筒結(jié)構(gòu)橫截面示意圖，圖3 (b)為具有外筒、內(nèi)筒、編織在內(nèi)筒和外筒之間的蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)體且內(nèi)筒內(nèi)部填充有緩沖耗能材料和較大直徑空心管的雙筒結(jié)構(gòu)橫截面示意圖，圖3 (c)為具有外筒、內(nèi)筒、編織在內(nèi)筒和外筒之間的蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)體及分散在內(nèi)筒內(nèi)部緩沖耗能材料間的蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)體的雙筒結(jié)構(gòu)橫截面示意圖，圖3(d)為具有外筒、內(nèi)筒、編織在內(nèi)筒和外筒之間的蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)體且內(nèi)筒內(nèi)部分層填充緩沖耗能材料和蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)體的雙筒結(jié)構(gòu)橫截面示意圖；附圖4為本發(fā)明的雙筒結(jié)構(gòu)端部設(shè)有榫卯接頭的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖4 Ca)為兩端具有凸接頭的等截面直筒單元，圖4 (b)為一端具有凸接頭一端具有凹接頭的等截面直筒單元，圖4 (c)為兩端具有凹接頭的等截面直筒單元，圖4 (d)為一端具有凸接頭一端具有凹接頭的變截面直筒單元，圖4 (e)為兩端具有凸接頭的彎筒單元，圖4 (f)為一端具有凸接頭一端具有凹接頭的彎筒單元，圖4 (g)為兩端具有凹接頭的彎筒單元；
附圖5為本發(fā)明的防撞系統(tǒng)連接示意圖，其中圖5 (a)為正視圖，圖5 (b)為俯視圖，圖5 (c)為插銷棒示意圖，圖5 (d)為凹接頭端部詳圖，圖5 (e)為凸接頭端部詳 附圖6為本發(fā)明的防撞系統(tǒng)在橋梁墩柱或承臺上安裝使用狀態(tài)示意圖之一，其中圖6Ca)為平面布置圖，圖6 (b)為立面布置 附圖7為本發(fā)明的防撞系統(tǒng)在橋梁墩柱或承臺上安裝使用狀態(tài)示意圖之二，其中圖7Ca)為平面布置圖，圖7 (b)為立面布置 附圖8為本發(fā)明的防撞系統(tǒng)在橋梁墩柱或承臺上安裝使用狀態(tài)示意圖之三，其中圖8(a)為平面布置圖，圖8 (b)為立面布置圖。其中1一外筒；2—內(nèi)筒；3—蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)體；4一填充材料體；5—直筒單兀；6一彎筒單兀；7—禪卯接頭；8 —移動裝置；9一檢修孔；10 —纖維腹板；11 一夾芯材料；12—緩沖耗能材料；13—空心裝置；14一凹接頭；15—凸接頭；16—連接孔；17—插銷棒。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。如圖所示一種蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)型復(fù)合材料雙筒結(jié)構(gòu)，該雙筒結(jié)構(gòu)包括外筒I和內(nèi)筒2，在外筒I和內(nèi)筒2之間設(shè)有蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)體3且在內(nèi)筒2內(nèi)填充有填充材料體4，其中外筒I和內(nèi)筒2為復(fù)合材料筒體、塑料筒體、金屬筒體、輕木或泡沫復(fù)合材料夾芯管、復(fù)合材料夾砂管、表層纏繞復(fù)合材料的金屬骨架中的一種或幾種，外筒I優(yōu)選采用纖維與樹脂制成的復(fù)合材料筒體，其中纖維為碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維、芳綸纖維、混雜纖維中的至少一種，樹脂為不飽和聚酯、鄰苯樹脂、乙烯基樹脂、環(huán)氧樹脂、無機(jī)樹脂或熱塑性樹脂材料中的至少一種；蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)體3為由纖維腹板10構(gòu)成的空腹結(jié)構(gòu)或者纖維腹板10與夾芯材料11構(gòu)成的實腹結(jié)構(gòu)，纖維腹板10呈單層單向、單層多向、多層單向或多層多向布置在外筒I和內(nèi)筒2構(gòu)成的腔體內(nèi)，其中纖維腹板10由纖維與樹脂固化而成，可以采用真空導(dǎo)入工藝成型，也可以采用拉擠工藝預(yù)成型，夾芯材料11為聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫、碳泡沫、PEI泡沫、PMI泡沫、聚酰亞胺泡沫、Balsa木、泡桐木、杉木、聚氨酯彈性體或強(qiáng)芯氈中的至少一種；填充材料體4為緩沖耗能材料12或者緩沖耗能材料12與空心裝置13的結(jié)合或者緩沖耗能材料12與蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)體3的結(jié)合，其中緩沖耗能材料12為聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫、聚苯泡沫、碳泡沫、PEI泡沫、PMI泡沫、聚酰亞胺泡沫、Balsa木、泡桐木、杉木、泡沫鋁、泡沫砂、砂、泡沫顆粒與砂的混合料、聚苯砂漿、橡膠輪胎、橡膠粒、橡膠塊、聚氨酯彈性體、陶粒、石子、煤矸石粉、液體、混凝土、加氣泡沫混凝土、蜂窩、毛竹中一種或幾種，空心裝置13為封閉的金屬管、復(fù)合材料纏繞管、復(fù)合材料拉擠管、塑料管、塑料空心球、復(fù)合材料空心球、金屬空心球中的一種或幾種。外筒1、內(nèi)筒2可以采用真空導(dǎo)入工藝一次成型，也可以采用纏繞工藝成型；外筒1、內(nèi)筒2、蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)體3可以采用真空導(dǎo)入工藝或拉擠工藝一體成型，也可以采用纏繞工藝、真空導(dǎo)入工藝、拉擠工藝組合分階段成型。另外為方便灌注填充材料體4和產(chǎn)品的維護(hù)，在外筒I及內(nèi)筒2上可設(shè)有沿外筒I和內(nèi)筒2的徑向布置的檢修孔9 ;另外為使上述雙筒結(jié)構(gòu)能夠快速相連構(gòu)成防撞系統(tǒng)，在雙筒結(jié)構(gòu)的端部設(shè)有采用蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)體3制成的榫卯接頭7，榫卯接頭7包括凹接頭14和凸接頭15，其中凹接頭14和凸接頭15上皆設(shè)有連接孔16且凹接頭14和凸接頭15的外形可呈棱臺形、圓臺形或六邊形等多種形式。一種采用蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)型復(fù)合材料雙筒結(jié)構(gòu)制成的防撞系統(tǒng)，包括蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)型復(fù)合材料雙筒結(jié)構(gòu)，蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)型復(fù)合材料雙筒結(jié)構(gòu)包括直筒單元5和彎筒單元6，相鄰且相互連接的直筒單元5之間或者直筒單元5和彎筒單元6之間或者彎筒單元6之間通過榫卯接頭7和插銷棒17相連構(gòu)成條形或者環(huán)狀的防撞系統(tǒng)，該防撞系統(tǒng)的內(nèi)側(cè)設(shè)有移動裝置8，其中移動裝置8為萬向輪、尼龍或金屬滾輪、聚四氟乙烯滑板、聚氯乙烯滑板、塑料滑板、鋼板、復(fù)合材料板、蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)柱體中的至少一種，插銷棒17采用鋼棒、木棒、混凝土棒、FRP約束鋼棒、FRP約束木棒、FRP約束混凝土棒、尼龍棒、高分子塑料棒、鎖鏈、鋼絞線中的一種或幾種的組合。另外考慮到橋墩各側(cè)所受船撞的風(fēng)險不同，直筒單元5可制成等截面直筒單元和變截面直筒單元；考慮到船頭形狀，可將迎撞側(cè)防撞系統(tǒng)的外形設(shè)置為尖端形，從而利于有效撥離船舶行駛方向。實施例1
如圖6所示，一種蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)型復(fù)合材料雙筒結(jié)構(gòu)，該雙筒結(jié)構(gòu)由4個等截面直筒單元5和4個彎筒單元6組成，直筒單元5和彎筒單元6之間采用榫卯接頭7和插銷棒17連接為一個整體，布置在橋梁塔柱周圍。為實現(xiàn)防撞系統(tǒng)隨水位浮動，防撞系統(tǒng)與橋墩之間安裝聚四氟乙烯板作為移動裝置8。直筒單元5和彎筒單元6主要由外筒1、內(nèi)筒2、編織在內(nèi)筒I和外筒2之間的蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)體3及填充在內(nèi)筒2內(nèi)的填充材料體4組成。具體成型時，在模具內(nèi)鋪設(shè)玻璃纖維，將外側(cè)裹有±45°玻璃纖維布的聚氨酯泡沫按照設(shè)計圖紙布設(shè)，采用真空導(dǎo)入工藝一次成型具有凹接頭14和/或凸接頭15的外筒1、內(nèi)筒2及編織在內(nèi)筒I和外筒2之間的蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)體3。待防撞系統(tǒng)在塔柱周圍安裝完畢后，通過檢修孔9往內(nèi)筒2內(nèi)填充陶粒作為填充材料體4 ;采用尼龍棒將直筒單元5和彎筒單元6連為一個整體，從而形成與塔柱外形相匹配的應(yīng)用蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)型復(fù)合材料雙筒結(jié)構(gòu)的防撞系統(tǒng)。實施例2
如圖7所示，一種蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)型復(fù)合材料雙筒結(jié)構(gòu)，該防撞結(jié)構(gòu)由6個等截面直筒單元5、4個變截面直筒單元5和8個彎筒單元6組成，相鄰直筒單元5之間或者直筒單元5和彎筒單元6之間采用榫卯接頭7和插銷棒17連接為一個整體，布置在橋梁承臺周圍。為實現(xiàn)防撞系統(tǒng)隨水位浮動，防撞系統(tǒng)與橋墩之間安裝蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)柱體作為移動裝置8，蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)柱體采用玻璃纖維與泡桐木真空導(dǎo)入成型?？紤]到橋墩各側(cè)所受船撞的風(fēng)險不同，迎撞側(cè)設(shè)置為大直徑雙筒結(jié)構(gòu)，其他部位雙筒結(jié)構(gòu)尺寸略小。直筒單元5和彎筒單元6主要由外筒1、內(nèi)筒2、編織在內(nèi)筒I和外筒2之間的蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)體3及填充在內(nèi)筒2內(nèi)的填充材料體4組成。內(nèi)筒2采用玄武巖纖維與乙烯基樹脂纏繞成型的復(fù)合材料筒體，以復(fù)合材料筒體為模板，擺放外側(cè)裹有O。/90°玄武巖纖維布的聚氯乙烯泡沫，再鋪設(shè)玄武巖纖維，采用真空導(dǎo)入工藝一次成型外筒I及編織在內(nèi)筒I和外筒2之間的蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)體3 ;內(nèi)筒2內(nèi)擺放塑料管作為空心裝置13，再采用手糊工藝成型凹接頭14和/或凸接頭15，再在工廠內(nèi)灌注中砂作為緩沖耗能材料12。待防撞系統(tǒng)在塔柱周圍就位后，采用FRP約束鋼棒將直筒單元5和彎筒單元6連為一個整體，從而形成與塔柱外形相匹配的應(yīng)用蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)型復(fù)合材料雙筒結(jié)構(gòu)的防撞系統(tǒng)。實施實例3
如圖8所示，一種蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)型復(fù)合材料雙筒結(jié)構(gòu)，該防撞結(jié)構(gòu)由10個等截面直筒單元5和6個彎筒單元6組成，相鄰直筒單元5之間或者直筒單元5和彎筒單元6之間采用榫卯接頭7和插銷棒17連接為一個整體，布置在橋梁墩身周圍。為實現(xiàn)防撞系統(tǒng)隨水位浮動，防撞系統(tǒng)與橋墩之間安裝塑料滑板作為移動裝置8。為有效撥離船舶行駛方向，迎撞側(cè)防撞節(jié)段設(shè)置為尖端型，從而保證船舶不會直接撞擊橋墩。直筒單元5和彎筒單元6主要由外筒1、內(nèi)筒2、編織在內(nèi)筒I和外筒2之間的蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)體3及填充在內(nèi)筒2內(nèi)的填充材料體4組成。內(nèi)筒2采用玻璃纖維與環(huán)氧樹脂纏繞成型的復(fù)合材料筒體，以復(fù)合材料筒體為模板，擺放外側(cè)裹有0° /45°玻璃纖維布的聚氯乙烯泡沫，采用真空導(dǎo)入工藝成型蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)體3;再以蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)體3作為模板，采用玻璃纖維與環(huán)氧樹脂纏繞成型的復(fù)合材料筒體作為外筒I。采用手糊工藝成型凹接頭14和/或凸接頭15。待防撞系統(tǒng)在橋梁墩身周圍安裝完畢后，通過檢修孔9往內(nèi)筒2內(nèi)填充泡沫顆粒與砂的混合料作為填充材料體4 ;采用高分子塑料棒將直筒單元5和彎筒單元6連為一個整體，從而形成與塔柱外形相匹配的應(yīng)用蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)型復(fù)合材料雙筒結(jié)構(gòu)的防撞系統(tǒng)。以上實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)；本發(fā)明未涉及的技術(shù)均可通過現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)型復(fù)合材料雙筒結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的雙筒結(jié)構(gòu)包括外筒(I)和內(nèi)筒(2)，在外筒(I)和內(nèi)筒(2)之間設(shè)有蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)體(3)且在內(nèi)筒(2)內(nèi)填充有填充材料體(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)型復(fù)合材料雙筒結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的外筒(I)和內(nèi)筒(2)上設(shè)有沿外筒(I)和內(nèi)筒(2)的徑向布置的檢修孔(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)型復(fù)合材料雙筒結(jié)構(gòu)，其特征在于所述雙筒結(jié)構(gòu)的端部設(shè)有榫卯接頭(7)，所述的榫卯接頭(7)采用蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)體(3)制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)型復(fù)合材料雙筒結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的榫卯接頭(7)包括凹接頭(14)和凸接頭(15)，所述的凹接頭(14)和凸接頭(15)上設(shè)有連接孔(16)且凹接頭(14)和凸接頭(15)的外形呈棱臺形、圓臺形或六邊形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)型復(fù)合材料雙筒結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的外筒(I)和內(nèi)筒(2)為復(fù)合材料筒體、塑料筒體、金屬筒體、輕木或泡沫復(fù)合材料夾芯管、復(fù)合材料夾砂管、表層纏繞復(fù)合材料的金屬骨架中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)型復(fù)合材料雙筒結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的外筒(I)采用纖維與樹脂制成，其中纖維為碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維、芳綸纖維、混雜纖維中的至少一種，樹脂為不飽和聚酯、鄰苯樹脂、乙烯基樹脂、環(huán)氧樹脂、無機(jī)樹脂或熱塑性樹脂材料中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)型復(fù)合材料雙筒結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)體(3)為由纖維腹板(10)構(gòu)成的空腹結(jié)構(gòu)或者纖維腹板(10)與夾芯材料(11)構(gòu)成的實腹結(jié)構(gòu)，所述的纖維腹板(10)呈單層單向、單層多向、多層單向或多層多向布置在外筒(I)和內(nèi)筒(2)構(gòu)成的腔體內(nèi)；其中纖維腹板(10)采用纖維與樹脂制成，夾芯材料(11)為聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫、碳泡沫、PEI泡沫、PMI泡沫、聚酰亞胺泡沫、Balsa木、泡桐木、杉木、聚氨酯彈性體或強(qiáng)芯氈中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)型復(fù)合材料雙筒結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的填充材料體(4)為緩沖耗能材料(12)或者緩沖耗能材料(12)與空心裝置(13)的結(jié)合或者緩沖耗能材料(12)與蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)體(3)的結(jié)合；其中緩沖耗能材料(12)為聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫、聚苯泡沫、碳泡沫、PEI泡沫、PMI泡沫、聚酰亞胺泡沫、Balsa木、泡桐木、杉木、泡沫鋁、泡沫砂、砂、泡沫顆粒與砂的混合料、聚苯砂漿、橡膠輪胎、橡膠粒、橡膠塊、聚氨酯彈性體、陶粒、石子、煤矸石粉、液體、混凝土、加氣泡沫混凝土、蜂窩、毛竹中一種或幾種，空心裝置(13)為封閉的金屬管、復(fù)合材料纏繞管、復(fù)合材料拉擠管、塑料管、塑料空心球、復(fù)合材料空心球、金屬空心球中的一種或幾種。
9.一種應(yīng)用權(quán)利要求1-8任一所述的蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)型復(fù)合材料雙筒結(jié)構(gòu)的防撞系統(tǒng)，其特征在于所述的防撞系統(tǒng)包括蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)型復(fù)合材料雙筒結(jié)構(gòu)，蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)型復(fù)合材料雙筒結(jié)構(gòu)包括直筒單元(5 )和彎筒單元(6 )，相鄰且相互連接的直筒單元(5 )之間或者直筒單元(5)和彎筒單元(6)之間或者彎筒單元(6)之間通過端部的榫卯接頭(7)和插銷棒(17)相連構(gòu)成條形或者環(huán)狀的防撞系統(tǒng)，所述防撞系統(tǒng)的內(nèi)側(cè)設(shè)有移動裝置(8)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)型復(fù)合材料雙筒結(jié)構(gòu)的防撞系統(tǒng)，其特征在于所述的移動裝置(8)為萬向輪、尼龍或金屬滾輪、聚四氟乙烯滑板、聚氯乙烯滑板、塑料滑板、鋼板、復(fù)合材料板、蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)柱體中的至少一種；所述的插銷棒(17)采用鋼棒 、木棒、混凝土棒、FRP約束鋼棒、FRP約束木棒、FRP約束混凝土棒、尼龍棒、高分子塑料棒、鎖鏈、鋼絞線中的一種或幾種的組合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)型復(fù)合材料雙筒結(jié)構(gòu)及應(yīng)用其的防撞系統(tǒng)，所述的雙筒結(jié)構(gòu)包括外筒(1)和內(nèi)筒(2)，在外筒(1)和內(nèi)筒(2)之間設(shè)有蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)體(3)且在內(nèi)筒(2)內(nèi)填充有填充材料體(4)。所述的防撞系統(tǒng)包括蜂窩格構(gòu)增強(qiáng)型復(fù)合材料雙筒結(jié)構(gòu)，該雙筒結(jié)構(gòu)包括直筒單元(5)和彎筒單元(6)，相鄰且相互連接的直筒單元(5)之間或者直筒單元(5)和彎筒單元(6)之間或者彎筒單元(6)之間通過榫卯接頭(7)和插銷棒(16)相連構(gòu)成條形或者環(huán)狀的防撞系統(tǒng)，所述防撞系統(tǒng)的內(nèi)側(cè)設(shè)有移動裝置(8)。本發(fā)明整體編織成型，填充材料體具有較大的剛度，可限制變形度而不會破裂，壽命長、成本低且易維護(hù)。
文檔編號E02B3/26GK103031817SQ20131000885
公開日2013年4月10日 申請日期2013年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月10日
發(fā)明者劉偉慶, 方海, 祝露, 陳偉, 孫波, 黃寶寶, 卞清, 邵青楊 申請人:江蘇博泓新材料科技有限公司, 南京工業(yè)大學(xué)