Амортизатор Советский патент 1981 года по МПК F16F7/00 F16F15/00 

(54) АМОРТИЗАТОР

1

Изобретение относится к области общего машиностроения и может быть испольэозано при физическом моделировании с помощью удара процессов, в которых существенную роль играет сила тяжести, а также защиты объектов от удара.

Известны амортизаторы, предохраняющие объекты от ударных воздействий, выполненные в виде пружины, находящейся в свободном состоянии 1.

Недостатком амортизатора является малая эффективность гашения колебаний.

По технической сущности и достигаемому результату наиболее близким к предлагаемому изобретению является амортизатор удара, содержащий упругий элемент, выполненный в виде предварительно поджатой пружины, связываемой с объектом 2.

Этот амортизатор употребляется при физическом моделировании с помощью удара процессов, существенную, роль в которых играет сила тяжести. В опыте малоразмерные модельные объекты сбрасывают на такие амортизаторы. В период контакта с амортизатором эти объекты испытывают требуемые в эксперименте ускорения.

Недостатком известного устройства является то, что сила со стороны известного амортизатора прикладывается к объекту внезапно (ударно), а при внезапном приложении силы к объекту, а также при внезапном прекращении ее действия, в объекте возникают колебания, параметры которых зависят от действующей силы и от хаtoрактеристик самого объекта. При моделировании с помощью удара процессов, в которых существенную роль играет сила тяжести, возникающие в объекте колебания искажают физичес15кую картину из.учаемого явления, с другой стороны, эти колебания увеличивают напряжения в объектах, испытывающих ударную нагрузку, что способствует их разрушению.

20

Целью изобретения является гашение колебаний длинномерных объектов.

Цель достигается тем., что аморти- затор снабжен установленным последо25вательно пружине дополнительным упругим элементом с линейной характеристикой, жесткость которого выбрана из условия роста силы при ударе в течение времени, кратного периоду основного тона колебаний объекта.

30

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого амортизатора; на фиг. 2 зависимость силы, действующей на объект при контакте с амортизатором, от времени) на фиг. 3 - зависимость напряжения от времени.

Амортизатор содержит упругий элемент, выполненный в виде предварительно поджатой пружины 1, размещенной в коаксиально установленных стаканах 2 и 3,стянутых болтами (на чертеже не показаны). Пружина 1 размещается на объекте 4. Амортизатор снабжен устанавливаемым последовательно пружине 1 дбполнительным упруги; элементом 5, имеющим линейную характеристику, жесткость которого выбрана из условия роста силы при ударе в течение времени, кратного периоду основного тона колебаний объекта 4. Дополнительный упругий элемент 5 может быть выполнен в виде пакета тарельчатых пружин.

Амортизатор работает следующим образом.

При ударе объекта 4 об амортизатор вначале сжимается дополнительный упругий элемент 5, который обеспечивает линейный рост силы, действукяцей на объект 4, в течение времени, кратного периоду основного тона продольных колебаний объекта. В конце указанного периода сила сжатия дополнительного упругого элемента 5 достигает силы предварительного поджатия пружины 1, в результате чего последняя также начинает сжиматься. В дальнейшем сила, действующая на объект, изменяется медленно по сравнению с периодом основного тона колебаний объекта. Поэтому в период работы пружины на объект 4 воздействует заданная сила.

В результате интерференции волн колебания основного тона в объекте 4 а также колебания высших тонов, периоды которых целое число раз укладываются в период роста силы, исчезают Описанное техническое решение приводит либо к полному гашению колебаний (если период роста силы является . кратным периодом всех высших тонов, либо к резкому их снижению.

Работа амортизатора поясняется графиками (см.фиг.2 и-фиг.З).

На фиг. 2 приведены результаты . расчетов, полученные для сечения

стержйя с координатой Х- iС,где 1 длина стержня. По оси ординат откладывается сила QltJ, по оси абсцисс безразмерное время t т ФУНКЦИЯ

силы Q при внезапном воздействии на стержень соответствует прямой б, а функция силы Q, в соответствии с 5 предложенным техническим решением, соответствует пунктирной линий 7.

На фиг. 3 по оси ординат откладывается напряжение (Г , а по оси абсцисс - безразмерное время t. Как

o видно из графика (кривая 8), при внезапном приложении силы к стержню, в рассматриваемом сечении, напряжение (f периодически изменяется. В случае приложения силы к торцу стержня,

5 в соответствии с данным техническим решением т.е. при линейном увеличении силы Q до требуемого значения в течение периода основного тона коле баний напряжение монотонно растет

n (кривая 9), а затем остается постоян;ным. При этом максимальное значение его уменьшается в три раза. Тот же эффект достигается и для поперечного сечения стержня с любой другой координатой X и периода времени роста

5 силы Q, кратного периоду основного тона колебаний. Причем, с удалением от торца стержня, к которому приложена сила, отношение постоянных напряжений,- реализуемых при предлагаемом техническом решении,к максимальным напряжениям, возникающим при внезапном приложении силы, уменьшается. .

Формула изобретения

Амортизатор, содержащий упругий элемент, выполненный в виде предварительно поджатой пружины, связываемой с объектом, отличающийс я тем, что, с целью гашения колебаний длинномерных объектов, он снабжен установленным последовательней прУЖине дополнительным упругим элементом с линейной характеристикой,

жесткость которого выбрана из условия роста силы при ударе в течение времени, кратного периоду основного тона колебаний объекта.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

аппаратуры на судах. М., Судостроение, 1965, с. 131 (прототип).

Фаг.

Фиг.З