[發明專利]多孔材料填充杯形薄壁結構的組合式緩沖器

無效

• 申請號: 200810064821.6
• 申請日: 2008-06-27
• 公開（公告）號: CN101303055A
• 公開（公告）日: 2008-11-12
• 發明（設計）人: 劉榮強;鄧宗全;羅昌杰;李萌;李奎
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F16F1/36
• 分類號: F16F1/36;F16F7/12
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 劉同恩

技術領域

本發明涉及一種緩沖器。

背景技術

薄壁金屬圓柱管是傳統的吸能結構，也是應用最廣泛的緩沖吸能結構之一，但是薄壁金屬圓柱管作為緩沖器在沖擊過程中，其載荷波動較大，使被保護對象會受到不平穩的沖擊載荷，且單位體積內吸收的能量較小。鋁蜂窩及泡沫鋁緩沖器在結構耐撞性等領域具有廣泛的應用。鋁蜂窩及泡沫鋁緩沖器存在比吸能相對較小的問題，不利于緩沖器的輕量化及小型化設計。

于是，在此基礎上，誕生了用鋁蜂窩及泡沫鋁等多孔材料填充在薄壁結構的組合式緩沖器，主要有鋁蜂窩及泡沫鋁等多孔材料填充在薄壁金屬圓柱管中和鋁蜂窩及泡沫鋁等多孔材料填充在帽形薄壁結構中兩種形式，通過組合，多孔材料和薄壁結構在緩沖過程中能夠同時工作，另外，多孔材料與薄壁結構之間存在相互作用效應，使得這兩類組合式緩沖器的緩沖吸能能力得到了大大的提高，但是，對于鋁蜂窩及泡沫鋁等多孔材料填充在薄壁圓柱管的組合式緩沖器，其缺點是在緩沖的開始階段，其沖擊力很大，而過了這一階段，緩沖力將趨于平穩。而對于將泡沫鋁等多孔材料填充在帽形薄壁結構中的組合式緩沖器，它不方便應用在工作空間為圓柱或類似于圓柱形的場合，因此，它不利于這兩類組合式緩沖器的推廣。

發明內容

本發明的目的是為解決現有組合式緩沖器存在在緩沖的開始階段，其沖擊力很大以及不方便應用在工作空間為圓柱或類似于圓柱形的場合的問題，提供一種多孔材料填充杯形薄壁結構的組合式緩沖器。本發明的第一種技術方案由薄壁的金屬杯形(薄壁的概念為金屬杯形結構的壁厚小于金屬杯形結構平均直徑的1/20，以下的薄壁結構的意義相同)外殼、多孔緩沖材料芯和薄壁板組成，薄壁的金屬杯形外殼的杯口端與薄壁板固定連接，多孔緩沖材料芯設置在薄壁的金屬杯形外殼與薄壁板之間的空間內。(第一種技術方案稱為“單杯形”)

本發明的第二種技術方案由第一薄壁的金屬杯形外殼、多孔緩沖材料芯體和第二薄壁的金屬杯形外殼組成，第一薄壁的金屬杯形外殼的杯口端與第二薄壁的金屬杯形外殼的杯口端固定連接，多孔緩沖材料芯體設置在第一薄壁的金屬杯形外殼與第二薄壁的金屬杯形外殼之間的空間內。(第二種技術方案稱為“雙杯形”)

本發明多孔材料填充杯形薄壁結構的組合式緩沖器，當輸入外部沖擊力時，薄壁杯形結構、多孔緩沖材料將同時起作用，通過塑性屈曲和坍塌來吸收沖擊能量，另外，由于薄壁杯形結構與多孔緩沖材料之間的相互作用效應，使得該緩沖器的吸能能力得到了大大的提高。

本發明具有以下有益效果：

1、本發明多孔材料填充杯形薄壁結構的組合式緩沖器具有單位體積吸收能量大、單位質量吸收的能量大(比吸能大)的優點，有利于緩沖器的輕量化設計及小型化設計。

2、由于該多孔材料填充杯形薄壁結構的組合式緩沖器的所有構件均采用金屬材料，使得該緩沖器能夠很好地適應不同的環境溫度，擴大了該緩沖器的使用范圍。

3、本發明多孔材料填充杯形薄壁結構的組合式緩沖器的截面為圓形的結構形式，而腿式著陸器的著陸腿為圓柱形，在滿足沖擊力的條件下，使得該緩沖器可以方便地填充在腿式著陸器中以吸收著陸時的沖擊能量。

4、應用范圍廣。該緩沖器可應用在汽車安全及高速列車的結構耐撞性領域中，還可以應用在腿式航天著陸器領域，以便成功實現腿式航天著陸器在所探測星球表面的軟著陸。

附圖說明

圖1是本發明第一種技術方案的整體結構示意圖，圖2是圖1的A向視圖，圖3是薄壁的金屬杯形外殼1和薄壁板3的連接結構示意圖，圖4是第一種技術方案中多孔緩沖材料芯2的結構示意圖，圖5是本發明第二種技術方案的整體結構示意圖，圖6是圖5的B向視圖，圖7是第一薄壁的金屬杯形外殼4和第二薄壁的金屬杯形外殼6的連接結構示意圖，圖8是第二種技術方案中多孔緩沖材料芯體5的結構示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一：(參見圖1～圖4)本實施方式由薄壁的金屬杯形外殼1、多孔緩沖材料芯2和薄壁板3組成，薄壁的金屬杯形外殼1的杯口端與薄壁板3固定連接，多孔緩沖材料芯2設置在薄壁的金屬杯形外殼1與薄壁板3之間的空間內。

具體實施方式二：(參見圖1、圖3)本實施方式薄壁的金屬杯形外殼1的杯底部轉角處為外圓角形1-1。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式三：(參見圖1、圖3)本實施方式薄壁的金屬杯形外殼1的杯沿部轉角處為內圓角形1-2。其它與具體實施方式二相同。