Энергопоглощающее устройство Советский патент 1989 года по МПК F16F9/30 

Изобретение относится к амортизаторам, принцип действия которых основан на использовании упругой и пластической деформации материала, и может найти применение во многих отраслях техники, где необходима защита конструкций от воздействия динамических нагрузок.

Цель изобретения - повьшение эффективности рассеивания энергии за счет использования в качестве деформируемой среды пеноматериала.

На чертеже приведено устройство, пр о дол ьный р аз ре 3.

Энергопоглощающее устройство содержит основания 1 и 2, скрепленные с кольцами 3 и 4. Между кольцами 3 и 4 размещена основная коническая пружина 5. Витки пружины имеют прямоугольное сечение и сопряжень друг с другом боковыми поверхностями с перекрытием соседних витков, образуя, таким образом, внутреннюю полость. К кольцу 4 дополнительно присоединена коническая пружина 6, также выполненная с прилегающими витками прямоугольного сечения и выполняющая роль перегородки. Во внутреннем объеме пружины 6 размещен элемент 7 из пеноматериала, имеющий коническую полость 8. Внутри полости .ограниченной другим основанием 1 и основной 5 и дополнительными 6 пружинами, также установлен элемент 9 из пеноматериала с конической полостью 10, вершина кото0

5

0

5

0

5

рой направлена в противоположную сторону от вершины конической полости 8.

Энергопоглощающее устройство работает следующим образом,

ПРИ перемещении основания 1 относительно основания 2 первоначально происходит деформирование конической пружиш 1 5, которая, сжимаясь, вызывает сжатие и дробление элемента 9, заключенного внутри нее и опирающегося на перегородку 6, выполненную также в виде конической пружинь. Взаимодействие пружинь 5 с элементом 9 происходит по всей боковой поверхности их взаимного контакта, при этом кромки всех витков пружины 5 почти одновременно воздействуют на подпираемый изнутри пружиной, обладающей большей жесткостью, элемент 9, дробимый в замкнутом и уменьшающемся при этом объеме устройства. При дальнейшем воздей-ствии нагрузки и после упирания свободного витка пружины 6 в основание 1 последняя, имеющая сзш1ественно большую жесткость по сравнению с пружиной 5, также начинает деформироваться, совместно с продолжающей деформироваться пружиной 5. При этом сжатию и дроблению подвергаются одновременно элементы 7 и 9, что обеспечивает увеличение энергопоглощения. В конические полости 8 и 10 осуществляется направленное И)1теснение частиц раздробленного пеноматериала. Рабочий ход устройства

продолжается до тех пор, пока элементы 7 и 9 не разрушатся полностью, а внутренний объем устройства не станет, равным объему практически несжимаемых частиц раздробленного пе- номатериапа, т.е. сыпучего остатка частиц разрушенного твердого пенома- териала.

После снятия внешних усилий под действием сил упругости пружин 5 и 6 устройство восстанавливает свою первоначальную форму. При повторных воздействиях динамических нагрузок последовательная деформация конических пружин 5 и 6 приводит к повторному дроблению и перемешиванию частиц разрушенных элементов 7 и 9 кромками витков конических пружин. Это предопределяет частичное снижение, по сравнению с первоначальнь1м. случаем, энергопоглощения при амортизации. Для восстановления первоначапьной работоспособности и энергоемкости устройства в полном объеме устанавливают новые элементы 7 и 9. В зависимости от степени вспенивания пеноматериала, т.е. от соотношения объема внутренних пустот в нем к всему исходному объему пеноматериала, возможно задание рабочего хода амортизации в широких пределах. При одной и той же степени вспенивания величина рабочего хода при амортизации может дополнительно варьироваться величиной .

0

5

объемов конических иолоств Н и 10, выполненных в элементах 7 и 9.

Я

Формула изобретения

1. Энергопоглошающее устройство, содержащее опорные основания, размещенные между ними основную пружину, внутри которой расположена дополнительная пружина с длиной, меньшей длины основания, и деформируемую среду, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности рассеивания энергии, основная и дополнительная пружины выполнены коническими с витками прямоугольного сечения, сопряженными друг с другом боковыми поверхностями с перекрыванием соседних витков, меньший виток 0 основной пружины и больший виток дополнительной закреплены на одном из опорных оснований и жесткость последней больше жесткости основной пружины, а деформируемая среда пр.едстав- 5 ляет собой пеноматериап, размещенный внутри дополнительной пружины и в полости, ограниченной другим основанием и основной и дополнительнрй пружинами.

02. Устройство по п, I, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в пенома- териалах вдоль оси устройства выполнены полости в форме конуса, основания которых сопряжены между со- 5 бой.

Изобретение относится к амортизаторам, принцип действия которых основан на использовании упругой и пластической деформации материала, и может найти применение во многих от-: раслях техники, где необходима защита конструкций от воздействия дина