复合材料消能装置

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复合材料消能装置\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及一种复合材料消能装置，特别涉及一种用于桥梁、码头或道路的复合材料消能装置。\n背景技术\n[0002] 一般情况下，复合材料消能装置将受到重力、浮力、潮流力、波流力等荷载的作用。\n随着科学的发展，目前对于这些静态和半静态的荷载，复合材料消能装置的理论设计已不存在大的问题。但当其遇到船舶或车辆碰撞而形成冲击载荷时，其内部的动态响应和静态相比是完全不同的，属于复杂的流固耦合非线性系统的碰撞问题，在理论上具有相当的难度。在船体、桥体和道路设计时若不能定量考虑由碰撞引起的巨大冲击力，将容易导致船体、桥体或道路的关键部位发生意想不到的破坏，甚至造成巨大的人员和财产损失。因此，对复合材料消能装置的冲击性能进行定量研究，对保护船舶和桥梁结构的安全具有理论和实际意义。\n[0003] 众所周知，船舶撞桥事故在世界各地一直在不断发生，船撞桥事故的频率远比我们想象的更高。由船撞桥事故所导致的人员伤亡、财产损失以及环境破坏是惊人的。很多船舶撞桥事故轻则损失数万元，重则人员伤亡、损失以数百万、数千万甚至数十亿美元计，大量的间接损失更是难以计算。因此对桥梁采取防撞措施尤为必要，其根本目的是：防止桥梁因船舶（车辆）撞击力而发生结构毁坏，同时尽可能地保护船舶（车辆），将损失减小到最低程度。\n[0004] 现有的复合材料消能装置大部分内部采用聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫等泡沫，但是这些泡沫普遍存在消能低、体积大、单位质量重等问题，并不是十分理想的消能材料。\n实用新型内容\n[0005] 本实用新型要解决的技术问题是：为了克服现有的复合材料消能装置消能低、体积大、单位质量重的不足，本实用新型提供一种能充分消化转移撞击能量、成本低、应用范围广且绿色环保的复合材料消能装置，可以消耗船舶或车辆撞击时的撞击力，保护船舶、车辆和桥梁本体结构免受损伤。\n[0006] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种复合材料消能装置，包括消能单元，消能单元包括壳体和至少一个布置在壳体内部的消能型填充材料体，所述消能型填充材料体包括长纤维丝空间结构层和包覆在长纤维丝空间结构层外的复合材料层，所述长纤维丝空间结构层为三维玻纤复合材料。复合材料消能装置采用模块化设计，可以根据实际需要任意组合消能单元达到工程要求。\n[0007] 所述长纤维丝空间结构层的空间结构为“X”字形、“U”字形、“V”字形或“8”字形。\n[0008] 所述的壳体和复合材料层采用玻璃纤维增强塑料制作。根据防护装置的使用场所，防护装置通常设置在江水、海水环境中，此类水质对采用钢材制造的防护装置具有腐蚀性而降低使用年限。采用玻璃纤维增强塑料制作壳体，可以保证在江水、海水环境中的使用寿命达到70年而不损坏，并且采用玻璃纤维增强塑料制造的复合材料消能装置可以免除日常养护。\n[0009] 所述的玻璃纤维增强塑料基体材料为不饱和树脂、间苯树脂、邻苯树脂、乙烯基树脂、环氧树脂、双酚A型树脂、反应型树脂中的一种，增强材料为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、混合纤维中的一种。\n[0010] 本实用新型的有益效果是：\n[0011] 1、采用三维玻纤复合材料作为空间结构体，质量更轻、强度更高、抗冲击力更强、撞击后不分层、防撞单元表面效果更理想、防撞单元体收缩变形变化更小；\n[0012] 2、壳体和复合材料层采用玻璃纤维增强塑料复合材料，其耐腐蚀性能极其优越，使用年限可达70年以上，能长时间耐受江水、海水等各种恶劣环境的腐蚀；并且可有效将接触面积较大的撞击荷载迅速分散；\n[0013] 3、采用模块化设计制作，可以根据实际需要任意组合消能单元达到工程要求；功能可靠、完善，制造成本适中，使用寿命长，便于维护和修理。\n附图说明\n[0014] 下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。\n[0015] 图1是本实用新型的复合材料消能装置实施例1的结构示意图。\n[0016] 图2是本实用新型的复合材料消能装置实施例2的结构示意图。\n[0017] 图3是本实用新型的复合材料消能装置实施例3的结构示意图。\n[0018] 图4是本实用新型的复合材料消能装置实施例4的结构示意图。\n[0019] 图中1、消能单元；2、壳体；3、消能型填充材料体；4、复合材料层；5、长纤维丝空间结构层。\n具体实施方式\n[0020] 现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。\n[0021] 实施例1\n[0022] 如图1所示，本实用新型的复合材料消能装置实施例1的结构示意图。包括消能单元1，消能单元1包括壳体2和三个布置在壳体2内部的消能型填充材料体3，消能型填充材料体3包括长纤维丝空间结构层5和包覆在长纤维丝空间结构层5外的复合材料层4，长纤维丝空间结构层5为三维玻纤复合材料，长纤维丝空间结构层5的空间结构为“X”字形。壳体2和复合材料层4采用玻璃纤维增强塑料制作。玻璃纤维增强塑料基体材料为不饱和树脂，增强材料为玻璃纤维。\n[0023] 实施例2\n[0024] 如图2所示，本实用新型的复合材料消能装置实施例2的结构示意图。与实施例1不同的是，所述长纤维丝空间结构层5的空间结构为“U”字形。壳体2和复合材料层4采用玻璃纤维增强塑料制作。玻璃纤维增强塑料基体材料为乙烯基树脂，增强材料为混合纤维。\n[0025] 实施例3\n[0026] 如图3所示，本实用新型的复合材料消能装置实施例3的结构示意图。与实施例1不同的是，所述长纤维丝空间结构层5的空间结构为“V”字形。壳体2和复合材料层4采用玻璃纤维增强塑料制作。玻璃纤维增强塑料基体材料为环氧树脂，增强材料为碳纤维。\n[0027] 实施例4\n[0028] 如图4所示，本实用新型的复合材料消能装置实施例4的结构示意图。与实施例1不同的是，所述长纤维丝空间结构层5的空间结构为“8”字形。壳体2和复合材料层4采用玻璃纤维增强塑料制作。玻璃纤维增强塑料基体材料为间苯树脂，增强材料为芳纶纤维。\n[0029] 以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。