Энергопоглотитель — SU 1810666 (original) (raw)
(51)5 Р 16 Г 7/1 НИЯ ОП ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР1 ГОСПАТЕНТ СССР) НИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Использование: в машиностроении для поглощения кинетической энергии при интенсивном динамическом нагружении конструкций. Сущность изобретения: энергопоглотитель содержит деформируемый элеИзобретение относится к устройствам,предназначенным для поглощения кинетической 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 дра, Такой процесс обеспечивается тем, чтойаправляющий стержень препятствует размент в виде полого цилиндра с кольцевыми выступами на наружной поверхности, равномерно расположенными по его длине и на торцах. Расстояниек между кольцевыми выкупами выбрано из соотношения: 12,4 ЧВЬ, где й - внутренний радиус цилиндра, )1 - толщина стенки, а ширина и высота выступов выбраны равными (1,5 - 2)п. Кроме того наружная поверхность полого цилиндра выполнена криволинейной с радиусом кривизны, равным по величине расстоянию между кольцевыми выступами, 1 зп.3 ил,Ф витию 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, Придостаточно тонкой несущей стенке выпучивание цилиндра характеризуется неосесимметричной формой волнообразования. 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, 1810666На фиг.1 и фиг.2 изображены предлагаемые энергопоглотители двух типов,На фиг,З представлена диаграмма "нагрузка-перемещение" в виде зависимостиР- Л, Энергопоглотитель в виде полого ци- блиндра 1 содержит кольцевые выступы 2 нанаружной поверхности, равномерно расположенные по его длине и на торцах. Расстояние 1 между выступами 2 выбрано изсоотношения: 1 2,4 Й, где й - внутрен Оний радиус цилиндра, и - толщина стенки.Ширина "Ь" и высота "с" выступов выбраныравными: (1,5 - 2)Ь.Установленные в укаэанных местахкольцевые выступы препятствуют образо- "5ванию несимметричных вмятин в широкомдиапазоне амплитуд ударных нагрузок,включая малый уровень амплитуд, когдастенка цилиндра достаточно тонкая. Благодаря этому обеспечивается постоянный уровень нагрузки. торможения в закритическойстадии деформироаания полого цилиндра.Энвргопоглотитель с криволинейнойстенкой (фиг.2) выполнен с радиусом кривизны О, равным по Ввличинб расстояние(Ц между кольцваьеа еыетупава,Энергопоглощдвщее устройство включается в работу при ударе нагрузюащвгообъекта по торцу полого цилищца 3. В процессе нагружеиия силой Р евергопоглоти- Зотель проходит поочврэди три Стадии:упругое двформирование заачетдекрмтичвского сжатия полого цилиндра (прямей восходящий участок иа кривой звэисимостиР- А фиг.З), потерю устойчивости станки ффцилиндра при критическом значении осевойсилы Р(конец восходящего участке - начало горизонтального участка 3 кривой зависимости Р-Л на фиг.З), пластическоедеформирование при осесиммвтричном 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 обьектом и нагружающим устройством, например в опорах бампера транспортных средств. Формула изобретения 1, Энергопоглотитель, содержащий деформируемый элемент в виде полого цилиндра с кольцевыми выступами на наружной поверхности, равномерно расположенными поегодлинеинаторцах, отл ича ющийс я тем, что, е целью максимального поглощения энергии и упрощения конструкции, расстояниемежду кольцевыми выступами выбрано из отношения1 а 2;4 ЙВ,где й - внутренний радиус цилиндра;й - толщина стенки,а ширина и высота выступов выбраны равными (1,8-2)Ь,2. Знергопоглотитель по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что наружная поверхность полого цилиндра выполнена криволинейной с радиусом кривизны, равным по величине расстоянию между кольцевыми выступами.1810666 сгг Составитель Ю, Му Техред М,Моргентал ва рректор М. П ктор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Заказ 1435 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5