Цельнометаллический упругодемпфирующий элемент Советский патент 1987 года по МПК F16F1/36 

1

Изобретение отлосится к машиностроению, в частности к устройствам для защиты объектов от вибрации и ударов и является усовершенствованием изобретения по авт.св. № 492691 Целью изобретения является повышение надежности за счет увеличения степени поглощения ударных волн.

На фиг, 1 изображен цельнометаллический упругодемпфирующий элемент в стационарном невозмущенном- ударной волной состоянии, общий вид; на фиг. 2 - то же, в состоянии возмущения элемента ударной волной, действующей по направлению стрелки.

Цельнометаллический упругодемпфирующий элемент 1, поглощающий энергию колебаний за счет обратимых пластических деформаций, изготовлен из материала, претерпевающего обратимое мартенситное превращение никелида титана. Элемент 1 вьшолнен из слоев 2-6 с различной критическо температурой, объемного мартенситно го превращения их материала, различающейся от слоя к слою на величину скачка температуры при прохождении упругой волны по каждому из пары соседних слоев на 15°С. Элемент 1 пвергнут предварительному холодному (при температуре ниже -40 С) пласти

ческому растяжению в направлении распространения ударных волн (на фиг. 2 показано стрелкой), т.е. поперек слоев 2-6, со степенью деформации 10%

Элемент 1 может быть выполнен из спеченного многослойного (слои 2-6) разнородного материала с суммарным диапазоном температур обратимого мартенситного превращения всех слоев 2-6, соответствующим диапазону температур эксплуатации элемента 1, т.е диапазону от -30°С до . Это обеспечивается тем, что порошок никелида титана, образующий слой 2, име- ет критическую температуру -15°С, слой , слой 4 - +15 С5 слой 5 - +30°С и слой 6 - +45 с. Каждый слой выполнен толщиной 10 мм, а весь элемент 1 имеет до деформации холодного пластического растяжения длину 50 мм. После деформации холодного пластического растяжения на 10% элемент 1 имеет длину 55 мм, а каждый слой - по 11 мм.

Элемент 1 устанавливается между основанием 7 и защищаемым объектом 8 Пусть, например, его надо защитить от ударной волны при температуре ок

ружающей среды . При этой температуре слои 2, 3 и 4 находятся в аустенитном состоя1{ии и толщину по 10 мм каждый (вследствие обратимого мартенситного превращения в их материале), а слои 5 и 6 находятся в мартенситном состоянии так как температура окружающей среды ниже их критической температуры, т.е, они имеют толщину по 11 мм. ная длина элемента 1 при +16°С составляет, таким образом, 52 мм.

Элемент работает следующим образом.

Обычные колебания он гасит за счет рассеивания энерп-ш при трении в материале Eicex слоев 2-6.

В случае случайного превышения расчетной статической нагрузки от объекта 8 элемент 1 деформируется и должен быть восстановлен нагревом выше +45°С с последующим холодным растяжением на 10% при -40 С;

При воздействии со стороны основа- ния 7 ударной волны слои 6-2 олемента 1 подвергаются упругому сжатиюс В ра-- зультате этого от слоя 6 к слою 2 распространяется упругая волна сжатия, перед фронтом которой с той же скоростью (со скоростью распространения звука в никелиде титана - 5200 м/с) распространяется тепловая волна,, обеспечиваюв ;ая нагрев каждого слоя на величину скачка температуры, т.е., на .

Таким образом, все слои поочерец

Q

0

5

но нагреваются на 15 С выше температуры эксплуатации, равной +16 е, т.е. до +31°С. При этом слой 6, критическая температура KOTopoi o выше 31°С (+45°С), остается в мартенситном состоянии, пропуская практически всю энергию ударной волны к слою 5 .Слой 5, критическая температура которого ниже +31°С (+30°С), за время прохождения через него тепловой волны вследствие обратного мартенситного превращения (проявление эффекта памяти в слое 5) резко сокращается с 11 мм до 10 мМд при этом упругая волна сжатия направлена навстречу движению ударной волны и гасит последнюю с выделением тепла в окружающ,ую среду „

Сокращение толщины слоя 5 вызывает угфугое растяжение соседнего с ним слоя 4 и далее слоев 3 и 2 (обычное упругое растяжение без изменения формы и длины),, а следовательно, их охлаждение на 15° и перемещение верхнего торца слоя 2 (фиг, 2) вниз к слою 5 на величину сокращения последнего, т.е. на 1 мм, что создает зазор В между элементом 1 и объектом 8, исключая на мгновение (менее 5 мкс) их механический контакт, предохраняя оборудование 8 от воздействия ударной волны. После прохождения волны элемент 1 восстанавливают свою длину и готов к работе вновь.

Использование элемента упрощает конструкцию и трудоемкость изготовления подобных устройств за счет возможности придания им любой формы и работы в широком диапазоне темпе- ратур эксплуатации. Формула изобретения

1 „ Цельнометаллический упругодемп- фирующий элемент по авТоСв. № 492691,

т

и ч а ю

4

щ и и

с я тем, что, с

целью повышения надежности за счет |увеличения степени поглощения ударных волн, он выполнен многослойным из слоев с различной критической температурой обратимого мартенситного превращения их материала, различающейся от слоя к слою на величину скачка температуры при прохождении упругой волны по каждому из пары соседних слоев.

2, Элемент по п. 1, отличающийся . тем,что он вьшолнен монолитным из разнородного порошкового материала с изменяющейся по высоте критической температурой обратимого мартенситного превращения каждого материала.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для защиты объектов от вибрации и ударов. Целью изобретения является повышение надежности за счет увеличения степени поглощения ударных волн, которая достигается путем выполнения элемента многослойным с изменяющейся от слоя к слою критической температурой обратимого мартен- ситного превращения каждого слоя. Эффект от использования такого технического решения заключается в том, что предварительно пластически растянутый материал, обладающий свойством памяти формы, при прохождении тепловой волны, сопутствующей ударной, мгновенно (менее 5 мкс) сжимается и волна упругого сжатия, направленная навстречу ударной волне, гасит последнюю. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. ю (Л со о сю оо 4 N)

2

3

5 -6

Фаг. 1

Редактор А.Шандор

Составитель ЭоНеселовский

Техред В.КадарКорректор Л.Пилипенко

Заказ 1785/29Тираж 812Подписное

ВНШШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

фиг. 2