Изобретение относится к устройствам, предназначенным для поглощения кине- тинеской энергии при интенсивном динамическом нагружении конструкций. Изобретение может быть использовано при разработке транспортных средств с целью их защиты от ударов при столкновениях с преградой, при проектировании сейсмостойких сооружений, а также в других отраслях Техники, имеющих непосредственное отношение к системам защиты от интенсивных ударных нагрузок.
Известен пластический амортизатор (прототип), содержащий направляющий стержень и связанный с направляющим стержнем деформируемый элемент в виде полого цилиндра с равномерно расположенными кольцевыми выступами на наружной поверхности 2. Поглощение энергии в нем осуществляется за счет пластического выпучивания наружу несущей стенки цилин- лра. Такой процесс обеспечивается тем, что направляющий стержень препятствует развитию вмятин внутрь, к центру кривизны полого цилиндра. При этом имеет место нежелательный эффект - трение неконтролируемого характера между перемещающимися стержнем и выпученной стенкой цилиндра в процессе работы амортизатора, что нарушает стабильность рабочей характеристики устройства (диаграммы усилие - ход амортизатора), снижая тем самым эффективность поглощения кинетической энергии. При достаточно тонкой несущей стенке выпучивание цилиндра характеризуется неосесимметричной формой волнообразо- вания. В этом случае диаграмма усилие-перемещение имеет участок спада после достижения максимума нагрузки, что не обеспечивает необходимую энергоемкость амортизатора.
Целью изобретения является устранение указанных недостатков - упрощение конструкции энергопоглотителя, уменьшение габаритных размеров и веса, максимальное поглощение энергии.
Ё
00
о
ON ON ON
На фиг.1 и фиг.2 изображены предлагаемые энергопоглотители двух типов.
На фиг.З представлена диаграмма нагрузка-перемещение в виде зависимости Р- А, Энергопоглотитель в виде полого цилиндра 1 содержит кольцевые выступы 2 на наружной поверхности, равномерно расположенные по его длине и на торцах. Расстояние IK между выступами 2 выбрано из соотношения: U :e2,4vRFr где R - внутренний радиус цилиндра, h - толщина стенки. Ширина о и высота с выступов выбраны равными: (1,5-2)л.
Установленные в указанных местах кольцевые выступы препятствуют образованию несимметричных вмятин в широком диапазоне амплитуд ударных нагрузок, включая малый уровень амплитуд, когда стенка цилиндра достаточно тонкая. Благодаря этому обеспечивается постоянный уровень нагрузки торможения в эакритичеекой стадии деформирования полого цилиндра.
Энергопоглотитдль с криволинейной стенкой (фиг.2) выполнен с радиусом кривизны р, равным по величине расстоянию (1к1 между кольцевыми выступами.
Энергопогпощающве устройство включается в работу при ударе нагружающего объекта по торцу полого цилиндре I. В процессе нагружеиия силой Р енергопоглоте- тель проходит поочередно три стадии: упругое деформирование se счет йокрмтиче- ского сжатия полого цилиндра (прямой восходящий участок на кривой зависимости Р- А, фиг.З), потерю устойчивости стенки цилиндра при критическом значении осевой силы Р (конец восходящего участка - начало горизонтального участка 3 кривой зависимости Р-А на фиг.З), пластическое деформирование при осесимметричном выпучивании наружу в закритической стадии
(горизонтальный участок 3 на фиг.З). Демпфирующая способность энергопоглотителя обеспечивается на двух последних стадиях, когда осевое усилие достигает критической величины Р (порога срабатывания).
Предложенное соотношение для расположения выступов (кольцевых ребер жесткости) определяют узловые сечения
синусоидальной формы осесимметричного
выпучивания и обеспечивает тем самым
формирование наружных кольцевых выпучин в несущей стенке цилиндра, что находит Свое выражение в развитии пластического
выпучивания при постоянном уровне нагрузки.
Энергопоглотитель устанавливается в
пространстве между защищаемым объектом и нагружающим устройством, например
в опорах бампера транспортных средств.
Фор мула изобретения
1. Энергопоглотитель, содержащий деформируемый элемент в виде полого цилин- дра с кольцевыми выступами на наружной поверхности, равномерно расположенными по его длине и на торцах, отличающийся тем, что, с целью максимального погло- щемив анергии и упрощения конструкции, расстояние 1к между кольцевыми выступами выбрано из соотношения
iKs2,4VRh, где R - внутренний радиус цилиндра;
h - толщина стенки,
а ширина и высота выступов выбраны равными (1,5-2)h.
2. Энергопоглотитель по п.1, о т л и ч аю щи и с; я тем, что наружная поверхность
полого цилиндра выполнена криволинейной
с радиусом кривизны, равным по величине
расстоянию между кольцевыми выступами.
f А
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ЭНЕРГОПОГЛОТИТЕЛЬ | 1991 |
|
SU1792575A3 |
Пластический амортизатор | 1984 |
|
SU1326815A1 |
Пластический амортизатор | 1982 |
|
SU1087716A1 |
ПЛАСТИЧЕСКИЙ АМОРТИЗАТОР | 2010 |
|
RU2428601C1 |
ПЛАСТИЧЕСКИЙ АМОРТИЗАТОР И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ | 1991 |
|
RU2010127C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ПРОШИВКИ ОТВЕРСТИЯ В ТРУБЕ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ТРУБОПРОВОДА | 1998 |
|
RU2148481C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕМПФИРОВАНИЯ УДАРОВ | 2006 |
|
RU2309308C1 |
Пластический амортизатор | 1984 |
|
SU1216478A1 |
РЕМЕНЬ БЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА | 1992 |
|
RU2006393C1 |
Пластический амортизатор | 1986 |
|
SU1442742A1 |
Использование: в машиностроении для поглощения кинетической энергии при интенсивном динамическом нагружении конструкций. Сущность изобретения: энергопоглотитель содержит деформируемый элемент в виде полого цилиндра с кольцевыми выступами на наружной поверхности, равномерно расположенными по его длине и на торцах. Расстояние к между кольцевыми выступами выбрано из соотношения: IK 2,4vRh, где R - внутренний радиус цилиндра, h - толщина стенки, а ширина и высота выступов выбраны равными (1,5-2)h. Кроме того наружная поверхность полого цилиндра выполнена криволинейной с радиусом кривизны, равным по величине расстоянию между кольцевыми выступами. 1 з.п. 3 ил.
&ЈS.3
Я Л
Патент № 3653468 | |||
кл | |||
Устройство для электрической сигнализации | 1918 |
|
SU16A1 |
Пластинчатый амортизатор одноразовогодЕйСТВия | 1979 |
|
SU846886A1 |
Устройство для электрической сигнализации | 1918 |
|
SU16A1 |
Авторы
Даты
1993-04-23—Публикация
1991-02-04—Подача