[發明專利]薄壁多胞填充吸能結構及吸能結構平均壓縮力計算方法

有效

• 申請號: 202010076392.5
• 申請日: 2020-01-23
• 公開（公告）號: CN111301474B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 劉榮強;王晨;鄧宗全;黃江平;孫朋
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B61F19/04
• 分類號: B61F19/04;G06F17/15
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

薄壁多胞填充吸能結構及吸能結構平均壓縮力計算方法，本發明涉及一種吸能結構，本發明為解決現有技術吸能器吸能量較小，初始峰值力大，側向承載較弱的問題，它包括上蓋板、下蓋板、帶有梯度的厚度管體、多個蜂窩塊和多個泡沫填充體，帶有梯度的厚度管體內安裝有隔斷板，帶有梯度的厚度管體通過隔斷板將帶有梯度的厚度管體分隔成多個空間，多個蜂窩塊安裝在帶有梯度的厚度管體一部分空間內，多個泡沫填充體安裝在梯度的厚度管體另一部分空間內，上蓋板安裝在帶有梯度的厚度管體的一端上，下蓋板安裝在梯度的厚度管體的另一端上。

技術領域

本發明涉及一種吸能結構，具體涉及薄壁多胞填充吸能結構及吸能結構平均壓縮力計算方法，屬于吸能防護領域。

背景技術

隨著科技的高速發展，以高速軌道列車為代表的交通行業有了空前的進步，為人們的出行和生活提供了極大的方便，但是隨著交通工具數量的增多和速度的提升，交通事故發生的頻率也大大增加，由此帶來的生命財產損失也是巨大的。交通車輛運行安全防護分為主動安全防護和被動安全防護。主動安全防護主要是指在列車正常運行中，交通事故發生之前所起到的各種保護措施，包括對道路的定期檢查、各種行駛標志、交通信號燈、交警指揮等。被動安全防護是指當交通事故發生之后，通過車輛本身保護，從而避免生命和財產的損失。例如軌道交通車輛所安裝的車鉤、緩沖器、吸能防爬器，普通汽車所安裝的保險杠、安全帶、安全氣囊等。

因此作為被動安全防護領域的一個重要課題，碰撞緩沖吸能一直廣受關注，但列車碰撞過程中，由于吸能器之間的錯位碰撞，產生較大的側向作用力，而由于鋁蜂窩側向承載較弱，導致列車碰撞過程中，鋁蜂窩承受側向力的作用，發生側向變形，失去吸能作用，造成較嚴重的碰撞事故。現有技術吸能器吸能量較小，初始峰值力大，側向承載較弱，因此解決吸能器側向承載較弱的問題具有非常重要的意義。

發明內容

本發明為解決現有技術吸能器吸能量較小，初始峰值力大，側向承載較弱的問題，進而需要提供一種具有補償裝置的柔性繩驅肘關節外骨骼機器人。

本發明為解決上述問題而采用的技術方案是：

它包括上蓋板、下蓋板、帶有梯度的厚度管體、多個蜂窩塊和多個泡沫填充體，帶有梯度的厚度管體內安裝有隔斷板，帶有梯度的厚度管體通過隔斷板將帶有梯度的厚度管體分隔成多個空間，多個蜂窩塊安裝在帶有梯度的厚度管體一部分空間內，多個泡沫填充體安裝在梯度的厚度管體另一部分空間內，上蓋板安裝在帶有梯度的厚度管體的一端上，下蓋板安裝在梯度的厚度管體的另一端上。

根據

計算得出平均壓縮力F的數值，式中σ_y為薄壁鋁合金的屈服應力，σ_u為薄壁鋁合金的極限應力,t_i為外管第i個階梯段的壁厚，B為帶有梯度的厚度管體外管壁和內隔板的總長度，σ_f為泡沫平臺應力,A_f為泡沫填充體的橫截面積,A_t為外管面積，C_avg為泡沫填充體與外壁的交互系數，σ_h蜂窩材料的屈服應力，d為蜂窩塊胞元的厚度，l為蜂窩塊中單個胞元的邊長，A_h為蜂窩塊截面面積。

本發明的有益效果：

1、本申請具有充分發揮并綜合各種材料的優勢和力學性能，既有獨立的承載能力，吸能能力強，初始峰值力小、在滿足軸向壓縮吸能要求，且具有一定的側向承載能力，實現吸能器復雜環境下的壓縮吸能的優點。

2、本申請可以實現沿軸向截面厚度梯度增加，控制壓縮過程中壓潰力漸進增大，減小初始峰值力，還可以利用厚度的變化來控制壓縮過程中方管的屈曲變形。