Пластический амортизатор Советский патент 1984 года по МПК F16F7/12 

Изобретение относится к амортизаторам, принцип действия которых основан на использовании пластической деформации материала, и может найти применение в строительстве сейсмостойких сооружений, в автомобилестроении и других областях техники где необходима защита конструкции от воздействия ударных нагрузок. Известен пластический амортизатор однофазового действия, в котором для поглощения кинетической энергии используется пластическое деформирование трубчатого элемента в направлении его продольной оси 1. Недостатком данного амортизатора является относительно малая величина энергопоглощения, а также наличие в силовой характеристике амортизатора провалов, вызванных потерей несущей способности трубчатых элементов, что приводит к уменьшению величины энергопоглощения и снижению эффективности гашения ударных нагрузок - росту перегрузок и увеличению смещения амортизируемого объекта. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является пластический амортизатор, содержащий основания и скрепленные с одним из них концентрично расположенные энергопоглощающие элементы различной высоты, выполненные в виде полых цилиндров 2. Недостатком известного амортизатора является сложность конструкции и значительные габариты в продольном направлении что уменьшает величину его удельной энергоемкости. Целью изобретения является увеличение энергоемкости и упрощение конструкции пластического амортизатора. Указанная цель достигается тем, что в пластическом амортизаторе, содержащем основания и скрепленные с одним из них концентрично установленные энергопоглощающие элементы различной высоты, другое основание выполнено с отбортовкой, охватывающеи внешний энергопоглощающий элемент, и центральным выступом, имеющим направляющий конус для захода во внутренний энергопоглощающий элемент, а амортизатор снабжен кольцевыми вкладышами, расположенными между энергопоглощающими элементами. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство в исходном положении, продольный разрез; на фиг. 2-4 - устройство в различных стадиях деформации при действии нагрузки. Амортизатор содержит основание 1, имеющее концентрично расположенные кольцевые пазы 2, в которые установлены энергопоглощающие элементы 3-5 различной высоты. Внешний энергопоглощающий элемент 3, имеющий наибольщую высоту, связан с другим основанием 6 посредством охватывающей его отбортовки 7. Основание 6 имеет центральный выступ 8 с направляющим конусом 9, предназначенным для захода во внутренний энергопоглощающий элемент 5. В промежуток между энергопоглощающими элементами 3-5 заподлицо с их свободными торцами 10 и 11 расположены скрепленные с ними, например с помощью пайки, кольцевые вкладыщи 12 и 13. Амортизатор работает следующим образом. При воздействии нагрузки на основания 1 и 6 происходит последовательное деформирование (пластическое выпучивание) энергопоглощающих элементов 3-5. Сначала деформируется внещний энергопоглощающий элемент 3, при этом энергопоглощающий элемент 4 подкрепляет боковой поверхностью своего кольцевого вкладыша 12 внещний элемент 3 до тех пор, пока основание 6 устройства, опускаясь, не упрется в торец кольцевого вкладыша 12. После этого начинается совместное деформирование элементов 3 и 4, а внутренний элемент 5 выполняет те же функции и таким же образом, что и элемент 4 на предыдущем этапе деформирования, т. е. подкрепляет изнутри промежуточный элемент 4 до тех пор, пока основание 6 не упрется в торец вкладыща 13. Совместное деформирование элементов 3 и 4 в значительной степени повышает устойчивость конструкции в целом на сдвиг и на изгиб при действии угловой нагрузки вследствие того, что увеличивается момент инерции одновременно деформируемых сечений. На последнем этапе происходит одновременное деформирование сразу трех энергопоглощающих элементов 3-5, что еще в большей степени увеличивает момент инерции одновременно деформируемых сечений. В процессе работы амортизатора происходит дополнительное рассеяние энергии з счет трения вкладышей 12 и 13 о внутренние поверхности соседних элементов 3 и 4. Предлагаемый пластический амортизатор обеспечивает существенно большую величину энергопоглощения, плавность силовой характеристики и эффективность гашения ударных нагрузок по сравнению с известным за счет одновременной деформации энергопоглощающих элементов. Кроме того, конструкция предлагаемого амортизатора проста и компактна, что допускает его установку в узких зазорах между основанием и защищаемым объектом. Это позволяет создавать малогабаритные системы защиты, обладающие значительным энергопоглощением.

/2 Ч

II

ПЛАСТИЧЕСКИЙ АМОРТИЗАТОР, содержащий основания и скрепленные с одним из них концентрично установленные энергопоглощающие элементы различной высоты, отличающийся тем, что, с целью увеличения энергоемкости и упрощения конструкции, другое основание выполнено с отбортовкой, охватывающей внещний энергопоглощающий элемент, и центральным выступом, имеющим направляющий конус для захода во внутренний энергопоглощающий элемент, а амортизатор снабжен кольцевыми вкладыщами, располо; энными.между энергопоглощающими элементами.