RU1810666C - Энергопоглотитель - Google Patents

Abstract

Использование: в машиностроении дл  поглощени  кинетической энергии при интенсивном динамическом нагружении конструкций . Сущность изобретени : энергопоглотитель содержит деформируемый элемент в виде полого цилиндра с кольцевыми выступами на наружной поверхности, равномерно расположенными по его длине и на торцах. Рассто ние к между кольцевыми выступами выбрано из соотношени : IK 2,4vRh, где R - внутренний радиус цилиндра , h - толщина стенки, а ширина и высота выступов выбраны равными (1,5-2)h. Кроме того наружна  поверхность полого цилиндра выполнена криволинейной с радиусом кривизны, равным по величине рассто нию между кольцевыми выступами. 1 з.п. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к устройствам, предназначенным дл  поглощени  кине- тинеской энергии при интенсивном динамическом нагружении конструкций. Изобретение может быть использовано при разработке транспортных средств с целью их защиты от ударов при столкновени х с преградой, при проектировании сейсмостойких сооружений, а также в других отрасл х Техники, имеющих непосредственное отношение к системам защиты от интенсивных ударных нагрузок.

Известен пластический амортизатор (прототип), содержащий направл ющий стержень и св занный с направл ющим стержнем деформируемый элемент в виде полого цилиндра с равномерно расположенными кольцевыми выступами на наружной поверхности 2. Поглощение энергии в нем осуществл етс  за счет пластического выпучивани  наружу несущей стенки цилин- лра. Такой процесс обеспечиваетс  тем, что направл ющий стержень преп тствует развитию вм тин внутрь, к центру кривизны полого цилиндра. При этом имеет место нежелательный эффект - трение неконтролируемого характера между перемещающимис  стержнем и выпученной стенкой цилиндра в процессе работы амортизатора, что нарушает стабильность рабочей характеристики устройства (диаграммы усилие - ход амортизатора), снижа  тем самым эффективность поглощени  кинетической энергии . При достаточно тонкой несущей стенке выпучивание цилиндра характеризуетс  неосесимметричной формой волнообразо- вани . В этом случае диаграмма усилие-перемещение имеет участок спада после достижени  максимума нагрузки, что не обеспечивает необходимую энергоемкость амортизатора.

Целью изобретени   вл етс  устранение указанных недостатков - упрощение конструкции энергопоглотител , 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. Рассто ние IK между выступами 2 выбрано из соотношени : 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 преп тствуют образованию несимметричных вм тин в широком диапазоне амплитуд ударных нагрузок, включа  малый уровень амплитуд, когда стенка цилиндра достаточно тонка . Благодар  этому обеспечиваетс  посто нный уровень нагрузки торможени  в эакритичеекой стадии деформировани  полого цилиндра.

Энергопоглотитдль с криволинейной стенкой (фиг.2) выполнен с радиусом кривизны р, равным по величине рассто нию (1к1 между кольцевыми выступами.

Энергопогпощающве устройство включаетс  в работу при ударе нагружающего объекта по торцу полого цилиндре I. В процессе нагружеии  силой Р енергопоглоте- тель проходит поочередно три стадии: упругое деформирование se счет йокрмтиче- ского сжати  полого цилиндра (пр мой восход щий участок на кривой зависимости Р- А, фиг.З), потерю устойчивости стенки цилиндра при критическом значении осевой силы Р (конец восход щего 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). Демпфирующа  способность энергопоглотител  обеспечиваетс  на двух последних стади х, когда осевое усилие достигает критической величины Р (порога срабатывани ).

Предложенное соотношение дл  расположени  выступов (кольцевых ребер жесткости ) определ ют узловые сечени 

синусоидальной формы осесимметричного

выпучивани  и обеспечивает тем самым

формирование наружных кольцевых выпучин в несущей стенке цилиндра, что находит Свое выражение в развитии пластического

выпучивани  при посто нном уровне нагрузки .

Энергопоглотитель устанавливаетс  в

пространстве между защищаемым объектом и нагружающим устройством, например

в опорах бампера транспортных средств.

Фор мула изобретени 

Claims (2)

1. Энергопоглотитель, содержащий деформируемый элемент в виде полого цилин- дра с кольцевыми выступами на наружной поверхности, равномерно расположенными по его длине и на торцах, отличающийс  тем, что, с целью максимального погло- щемив анергии и упрощени  конструкции, рассто ние 1к между кольцевыми выступами выбрано из соотношени 

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;   тем, что наружна  поверхность

полого цилиндра выполнена криволинейной

с радиусом кривизны, равным по величине

рассто нию между кольцевыми выступами.

f А

&ЈS.3

Я Л