Энергопоглотитель
Патент 1810666
Авторы
Классы МПК
Энергопоглотитель
Иллюстрации
Реферат
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.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
1810666 А1 (я)ю F 16 F 7/12
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4924905/28 (22) 04.02,91 (46) 23.04.93. Бюл. М 15 (71) Конструкторское бюро "Южное" (72) А.M.Áóÿíoâñêèé и Ю.М.Муляр (56) Патент N. 3653468, кл. F 16 F 7/12, 1970.
Авторское свидетельство СССР
М 846886, кл. F 16 F7/12,,19i9, прототип. (54) ЭНЕРГОПОГЛОТИТЕЛЬ (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, что йаправляющий стержень препятствует размент в виде полого цилиндра с кольцевыми выступами на наружной поверхности, равномерно расположенными по его длине и на торцах. Расстояние 1, между кольцевыми выкупами выбрано из соотношения:
1» 2,4 ВЫ, 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 S.n. 3 ил.
1 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, При достаточно 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.
1810666
На фиг.1 и фиг.2 изображены предлагаемые энергопоглотители двух типов, На фиг,3 представлена диаграмма "нагрузка-перемещение" в виде зависимости
P- A, Энергопоглотитель в виде полого ци- 5 линдра 1 содержит кольцевые выступы 2 на наружной поверхности, равномерно расположенные по его длине и на торцах. Расстояние I» между выступами 2 выбрано из соотношения: I» 2,4 Rh, где R — внутрен- 1О ний радиус цилиндра, h — толщина стенки.
Ширина "Ь" и высота "с" выступов выбраны равными; (1,5 — 2)h.
Установленные в укаэанных местах кольцевые выступы препятствуют образо- 15 ванию несимметричных вмятин в широком диапазоне амплитуд ударных нагрузок, включая малый уровень вмйлитуд, когда стенка цилиндра достаточно тонкая. Благодаря этому обеспечивается постоянный уро- 20 вень нагрузки. торможения в закритической стадии деформироввния полого цилиндра.
Энергопоглотитель с 3Цзиволииейной стенкой (фиг.2) выполнен с радиусом кривизны р, равным по Ввличииб рвсстояиию (4) между кольцевыми выступами.
Энергопоглоцииощее устройство включается в работу при ударе ивгружвщщвго объекта по торцу полого цилищ рв 1. В процессе нагружеиия силой Р вивргопоглоти- 3О тель проходит поочврюди© три стадии: упругое двформироввиив засчвтдвкрмтичаского сжатия пологе цили щрв (прямей sacходящий участок ив кривой зависимости
P- Я, фиг.3), потерю устойчивости станки 35 цилиндра при критическом значении осевой силы Р*(конец восходящего участке — начало горизонтального участка 3 кривой зависимости Р-А на фиг.3), пластическое деформирование при осесиммвтричном вы- 4О пучивании 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.
Формула изобретения
1. Знергопоглотитель, 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, расстояние 4 между кольцевыми выступами выбрано из Штношения
1» м2;4ЙВ, где и — внутренний радиус цилиндра;
h — толщина стенки, в ширина и высота выступов выбраны равными (1,5-2)h.
2. Знергопоглотитель по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что наружная поверхность полого цилиндра выполнена криволинейной с радиусом кривизны, равным по величине расстоянию между кольцевыми выступами.
1810666
Фиг g
Составитель Ю. Муляр
Техред М.Моргентал Корректор Q Петоова
Редактор
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 1435 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5