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龙图腾网获悉湖南大学申请的专利一种高吸能头盔缓冲层及其设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120145738B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-02发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510183776.X，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权一种高吸能头盔缓冲层及其设计方法是由戴宏亮;颜凌波;李志健;王东杰;许星鑫;张婷霞设计研发完成，并于2025-02-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种高吸能头盔缓冲层及其设计方法在说明书摘要公布了：本发明提供一种高吸能头盔缓冲层及其设计方法，属于缓冲吸能结构技术领域。本发明通过点阵结构拓扑设计及多目标优化方法能够为头盔缓冲层吸能效果设计以及优化提供新的方法，使用本方法设计能够设计出具有高吸能效果的头盔缓冲层，该缓冲层能够与现役飞行员头盔相结合，使得飞行员头部抵抗冲击的能力能够达到相关规范中的一级防护要求。

本发明授权一种高吸能头盔缓冲层及其设计方法在权利要求书中公布了：1.一种高吸能头盔缓冲层的设计方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤S1，制作缓冲层的原始试样，通过冲击试验测定原始试样的冲击动力学行为以及多尺度本构关系，其中，所述缓冲层为采用泡沫材料制成的功能梯度蜂窝结构； 步骤S2，采用点阵结构设计建立所述缓冲层的结构模型，并将所述缓冲层的结构模型耦合在高吸能头盔的外壳与假人头颈之间，采用有限元方法模拟假人头颈在冲击力作用下受到所述高吸能头盔缓冲后的动态响应； 步骤S3，定义头颈损伤准则，采用头颈损伤准则判断假人头颈在冲击力作用下的损伤情况，基于损伤情况确定所述缓冲层的优化方向； 步骤S4，以缓冲层的蜂窝构型、沿厚度方向的密度梯度以及厚度为待优化的参数，以缓冲层的重量以及冲击吸能效果为优化目标，采用多目标优化遗传算法进行拓扑优化，得到待优化参数的最优取值，完成缓冲层的设计； 步骤S5，基于步骤S4得到的最优参数制作缓冲层的试样，将其与外壳装配后形成高吸能头盔试样，对高吸能头盔试样进行跌落试验，验证高吸能头盔试样的性能是否满足相关规范的要求，如是，则完成设计过程；若否，则返回步骤S4重新进行优化； 所述冲击动力学行为包括总吸能、比吸能、平均压溃力、初始峰值压溃力和压溃力效率； 所述多尺度本构关系通过均匀化理论与动态本构模型来表征，基于均匀化理论，所述结构模型的宏观应力与应变关系表示为： 式中，、分别表示宏观应力张量与应变张量；、分别表示微观尺度下局部位置处的应力与应变；Y表示代表性体积单元，即周期性胞元的单胞结构；为代表性体积单元的体积； 微观胞元的材料属性与宏观等效属性的关系为： 式中，表示微观结构的拓扑分布函数；表示位置处的局部弹性模量，由密度梯度ρz决定； 在冲击载荷下的动态本构关系表示为： 式中，表示动态应力；表示应变；表示应变率；A、B表示材料常数，通过准静态与动态试验标定；n表示应变硬化指数；表示应变率敏感指数； 多目标遗传优化算法的优化目标函数表示为： 式中，、、表示权重系数，表示结构模型的初始质量；表示结构模型的总重量；表示结构模型的比吸能；表示结构模型的总吸能。

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