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公开(公告)号：CN113343530B
公开(公告)日：2022-05-06
申请号：CN202110657166.0
申请日：2021-06-11
Applicant: 清华大学 , 北京空间飞行器总体设计部
IPC: G06F30/23 , G06F30/15 , G06F119/04 , G06F119/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种控制空间站壳体结构疲劳损伤断裂的设计方法和装置，涉及飞行器结构损伤容限设计领域，所述方法包括：对结构件在生命周期的各个阶段进行有限元模拟，以前一阶段的有限元模拟输出作为后一阶段的有限元模拟输入；最后计算疲劳裂纹扩展，得到结构件在生命周期结束时的第一裂纹扩展曲线；对结构件进行第一次优化，重复前述步骤，得到第一次优化后的结构件在生命周期结束时的第二裂纹扩展曲线；再次进行第二次优化，重复前述步骤，得到第二次优化后的结构件在生命周期结束时的第三裂纹扩展曲线，以及得到优化的肋板的布置形式。本发明实现在尽量减少空间站结构舱总体重量的同时，保证空间站结构舱的使用寿命，具有极高的实用性。
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公开(公告)号：CN114210529A
公开(公告)日：2022-03-22
申请号：CN202111365292.5
申请日：2021-11-17
Applicant: 清华大学
IPC: B05D7/14 , C09D175/02 , C09D5/00
Abstract: 本申请提供了一种提高防弹防爆性能的聚脲‑金属‑聚脲复合结构及制备方法，包括金属层，通过喷涂方式粘接在金属层的第一面的防弹聚脲层，以及粘接在金属层的与所述第一面相背离的第二面的防爆聚脲层，所述防弹聚脲层的厚度为3mm，防爆聚脲层的厚度为5mm‑15mm。通过本发明提供的技术方案，利用聚脲弹性体在强冲击下的硬化、强化及界面失效对聚脲‑金属复合结构的防弹与防爆性能的增强机制，结合冲击波传播规律提出具体的喷涂位置及对应的喷涂厚度，同时实现使与原有防护材料/结构具有最大程度的防弹防爆综合性能，对轻质防护领域做出重大进展。
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公开(公告)号：CN113405405A
公开(公告)日：2021-09-17
申请号：CN202110548545.6
申请日：2021-05-19
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明公开了一种兼具防侵彻和防爆炸冲击波性能的多层防护结构和设计方法，涉及力学领域，高强高硬层为多层防护结构的最外层，具有多层防护结构中最高的模量和强度，变形增强层为多层防护结构的次外层，具有所述多层防护结构中较高的模量和抗拉强度，轻质耗能层为多层防护结构的次内层，具有所述多层防护结构中最低的屈服强度和屈服后较长的应力平台段，软质防护层为多层防护结构的最内层，直接与防护目标接触，具有所述多层防护结构中最小的面内弯曲刚度，易于与所述防护目标贴合。本发明的兼具防侵彻和防爆炸冲击波性能的多层防护结构具有广泛的多场景适应性，以及多元的拓展性，具有很高的实用性价值。
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公开(公告)号：CN113397263A
公开(公告)日：2021-09-17
申请号：CN202110547566.6
申请日：2021-05-19
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明公开了一种人员防护穿戴的头盔，涉及力学领域，所述头盔包括：盔壳系统，固定栓系统；所述盔壳系统包括：外盔壳和内盔壳；外盔壳与内盔壳之间通过固定栓系统固定连接；外盔壳顶部开设有圆形的孔洞；内盔壳位于孔洞正下方预设距离处，内盔壳为圆形，内盔壳的直径大于孔洞的直径；内盔壳的直径与孔洞的直径之间的比值满足预设条件；比值越小，预设距离越小。本发明的头盔，在头盔内不断反射叠加的爆炸冲击波可以通过预设距离形成的缝隙传播出头盔内部，减弱爆炸冲击波在头盔内的叠加效应，保障人员头部的安全，并且内盔壳的直径大于外盔壳开设孔洞的直径，保障不可能有侵彻物从预设距离形成的缝隙处进入头盔内部，具有极高的实用性价值。
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公开(公告)号：CN113343530A
公开(公告)日：2021-09-03
申请号：CN202110657166.0
申请日：2021-06-11
Applicant: 清华大学 , 北京空间飞行器总体设计部
IPC: G06F30/23 , G06F30/15 , G06F119/04 , G06F119/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种控制空间站壳体结构疲劳损伤断裂的设计方法和装置，涉及飞行器结构损伤容限设计领域，所述方法包括：对结构件在生命周期的各个阶段进行有限元模拟，以前一阶段的有限元模拟输出作为后一阶段的有限元模拟输入；最后计算疲劳裂纹扩展，得到结构件在生命周期结束时的第一裂纹扩展曲线；对结构件进行第一次优化，重复前述步骤，得到第一次优化后的结构件在生命周期结束时的第二裂纹扩展曲线；再次进行第二次优化，重复前述步骤，得到第二次优化后的结构件在生命周期结束时的第三裂纹扩展曲线，以及得到优化的肋板的布置形式。本发明实现在尽量减少空间站结构舱总体重量的同时，保证空间站结构舱的使用寿命，具有极高的实用性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113343529A
公开(公告)日：2021-09-03
申请号：CN202110657161.8
申请日：2021-06-11
Applicant: 清华大学 , 航空工业第一飞机设计研究院 , 中国国人民解放军空军研究院航空兵研究所
IPC: G06F30/23 , G06T17/20 , G06F119/04
Abstract: 本发明公开了一种整体壁板结构损伤断裂的全局控制方法和装置，涉及飞行器结构损伤容限设计领域，所述方法包括：建立整体壁板结构的全局损伤参数矩阵；确定控制约束；选取第一组参数，依据第一组参数建立至少含有三根筋条整体壁板结构的三维壳体有限元模型；基于加强区域和单元，利用有限元方法模拟裂纹扩展轨迹，获取应力强度因子随裂纹长度的变化曲线；根据变化曲线，计算第一组参数下的裂纹扩展寿命、剩余强度值、重量；判断裂纹扩展寿命、剩余强度值以及重量，是否满足预设条件；若任一项不满足预设条件，则返回步骤：选取第二组参数。本发明最大限度的延缓裂纹扩展速度，提高了整体壁板的损伤容限性能，保证优化设计的快速迭代。
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公开(公告)号：CN112255319A
公开(公告)日：2021-01-22
申请号：CN202010998595.X
申请日：2020-09-21
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明公开了一种听力保护装置防护爆炸脉冲波性能评估系统，属于听力保护装置防护技术领域。包括：性能测试平台和有限元评估模型，有限元评估模型用于为听力保护装置筛选出装置参数；性能测试平台包含爆炸脉冲波发生装置、声学测量装置和信号处理系统；爆炸脉冲波发生装置用于模拟真实情况下的爆炸脉冲波；声学测量装置用于测量听力保护装置对爆炸脉冲波进行防护的声压数据；信号处理系统用于采集爆炸脉冲参数和声压数据，以此确定听力保护装置防护爆炸脉冲波的性能参数。使用本申请提供的听力保护装置防护爆炸脉冲波性能评估系统，解决了听力保护装置防护爆炸脉冲波性能实验不确定性大，无法保证听力保护装置的有效防护性能的问题。
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公开(公告)号：CN113432487B
公开(公告)日：2022-11-18
申请号：CN202110548547.5
申请日：2021-05-19
Applicant: 清华大学
IPC: F41H1/04
Abstract: 本发明公开了一种减弱爆炸冲击波在头盔内叠加效应的头盔，涉及力学领域，所述头盔包括：盔壳系统，垫块系统，固定栓系统；其中，所述盔壳系统包括：前盔壳，中盔壳以及后盔壳；垫块系统固定于所述盔壳系统内，用于将所述头盔固定于被防护人员的头部；中盔壳与所述前盔壳、所述后盔壳之间，通过所述固定栓系统固定连接；前盔壳与所述后盔壳的顶部之间留有预设间距的第一间隙；中盔壳位于所述第一间隙下方预设距离处，使得所述中盔壳与所述前盔壳、所述后盔壳在空间上、下位置间形成第二间隙，且所述中盔壳的宽度大于所述预设间距。本发明实施例的头盔，有效减弱了爆炸冲击波在头盔内部的叠加效应，保障了被防护人员头部的安全，具有极高的实用性价值。
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公开(公告)号：CN113420374B
公开(公告)日：2022-07-12
申请号：CN202110657162.2
申请日：2021-06-11
Applicant: 清华大学 , 中国人民解放军空军研究院航空兵研究所 , 航宇救生装备有限公司
IPC: G06F30/15 , G06F30/20 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种主动控制壳体透明件裂纹扩展路径的设计方法，涉及力学领域，所述方法包括：在壳体透明件上预制两条初始裂纹；确定两个冲击加载点的位置；冲击两个冲击加载点，形成扩展裂纹，确定扩展裂纹的长度以及破片的面积；判断扩展裂纹的长度是否满足第一预设条件，判断破片的面积是否满足第二预设条件；不满足执行步骤：在壳体透明件上预制两条初始裂纹，或者执行步骤：确定两个冲击加载点的位置。本发明的设计方法，针对飞机的壳体透明件，实现主动控制其裂纹扩展路径，以保证在壳体透明件上形成可供飞行员安全弹射出舱的弹射通道，具有极高的实用性。
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公开(公告)号：CN111105771B
公开(公告)日：2022-04-15
申请号：CN201911236138.0
申请日：2019-12-05
Applicant: 清华大学
IPC: G10K11/162
Abstract: 本申请提供了基于机器学习的局域共振型宽频声学超材料及其应用装置，属于声学领域，用于解决现有技术中不能实现针对不同频段声波信号的主动调控，从而很难实现宽频范围的声波调控的问题。所述声学超材料包括：可调节长度的空心管和可调节开口大小的空心球，所述空心管采用钢制材料，通过微型电机控制其长度以调节谐振频率，所述空心球采用形状记忆合金制成，放置在环氧树脂制成的格栅结构上，通过温度来控制空心球开口大小以调节谐振频率。利用软件模拟使得机器学习程序学习得到针对不同频段声波防护的超材料的最佳结构形式，最终达到针对特定宽频声波(2000‑5000Hz)的主动调控及防护。
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