一種彈性緩沖與塑性屈曲并聯(lián)式吸能組合防護(hù)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及緩沖吸能技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種彈性緩沖與塑性屈曲并聯(lián)式吸能組 合防護(hù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著汽車、高速列車等交通工具的不斷發(fā)展以及運(yùn)行速度的不斷提高，其碰撞安 全性越來越受到人們的關(guān)注，由于碰撞事故會(huì)造成重大人身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，碰撞問題已 成為汽車、高速列車等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的問題。汽車、高速列車中的另一個(gè)重要問題就 是緩沖問題，但物體承受輕微碰撞或顛簸時(shí)，緩沖組件能夠有效的減輕振動(dòng)，減小碰撞加速 度。吸能和緩沖的重要區(qū)別就在于，吸能形成的變形往往是利用結(jié)構(gòu)不可恢復(fù)的變形特性 來吸收能量，而緩沖則是利用材料及結(jié)構(gòu)可恢復(fù)的變形來緩解能量的釋放。目前應(yīng)用在車 輛上的緩沖裝置結(jié)構(gòu)比較單一，比如彈簧或液壓缸等，當(dāng)發(fā)生意外事故，需要迅速減緩撞擊 能量，甚至通過損毀保險(xiǎn)部件來換取人身安全時(shí)，這些緩沖裝置還難于勝任，而單純的吸能 部件在正常運(yùn)行中也不能體現(xiàn)緩沖作用，沒有把吸能部件和緩沖部件的功能較好的融為一 體。
[0003] 如果能將碰撞吸能裝置與緩沖裝置結(jié)合，將能夠在滿足車輛安全性能的前提下， 大幅提高車輛輕量化設(shè)計(jì)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單且具有緩沖和吸能作用的彈 性緩沖與塑性屈曲并聯(lián)式吸能組合防護(hù)裝置。
[0005] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種彈性緩沖與塑性屈曲并聯(lián)式吸能 組合防護(hù)裝置，包括筒形薄壁部件以及壓縮彈簧，其特征在于，所述壓縮彈簧的中心與所述 筒形薄壁部件的中心在同一直線上，所述壓縮彈簧的左端與所述筒形薄壁部件的左端固定 在一起，所述壓縮彈簧的右端為受力端且伸出所述筒形薄壁部件的右端之外。
[0006] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明將彈性部件的緩沖能力與塑性部件的吸能能力有機(jī) 的結(jié)合為一體，使本發(fā)明的組合防護(hù)裝置既具有緩沖功能，又具備在突發(fā)事故使的緩沖吸 能功能，尤其適合作為高速車輛上的安全組件使用。在正常服役情況下，壓縮彈簧提供緩沖 功能。而在發(fā)生劇烈碰撞時(shí)，筒形薄壁部件利用塑性吸能，消耗碰撞能量。通過理論評(píng)估， 可以組合出該組合防護(hù)裝置在彈性緩沖和塑性吸能階段的壓潰力預(yù)測(cè)公式，可針對(duì)不同的 情況做出合理設(shè)計(jì)。這種組合設(shè)計(jì)有利于滿足車輛輕量化設(shè)計(jì)要求，在車身中含有大量的 薄壁結(jié)構(gòu)，將本發(fā)明應(yīng)用在這些薄壁結(jié)構(gòu)上能大大提高整車的安全防護(hù)性能。
[0007] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0008] 進(jìn)一步，所述壓縮彈簧套裝在所述筒形薄壁部件的內(nèi)部。
[0009] 進(jìn)一步，所述壓縮彈簧套裝在所述筒形薄壁部件的外部。
[0010] 采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，可以根據(jù)需要選擇所述壓縮彈簧套裝與所述 筒形薄壁部件位置配置，便于節(jié)省空間。
[0011] 進(jìn)一步，所述筒形薄壁部件的左端設(shè)有安裝板，所述壓縮彈簧與筒形薄壁部件均 固定在所述安裝板上，所述壓縮彈簧的受力端設(shè)有支承板。
[0012] 采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，安裝板及支承板的設(shè)置，使本發(fā)明的組合防 護(hù)裝置不僅便于安裝使用，而且能保證能量沿所述壓縮彈簧的軸線傳輸，更好的發(fā)揮組合 防護(hù)裝置吸能緩沖作用。
[0013] 進(jìn)一步，所述筒形薄壁部件的橫斷面為圓形、橢圓形、矩形或多邊形。
[0014] 采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，不同形狀的選擇有利于制作不同的組合防護(hù) 裝置，適應(yīng)不同安裝位置和功能的要求。
[0015] 進(jìn)一步，所述筒形薄壁部件為金屬材質(zhì)。
[0016] 采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，金屬筒形薄壁部件在軸壓下一般具有穩(wěn)定的 漸進(jìn)破壞模式，因此更適合連續(xù)吸能，化解劇烈沖擊。
[0017] 上述組合防護(hù)裝置所能承載的彈性緩沖能為：
[0018]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種彈性緩沖與塑性屈曲并聯(lián)式吸能組合防護(hù)裝置，包括筒形薄壁部件以及壓縮彈 簧，其特征在于，所述壓縮彈簧的中心與所述筒形薄壁部件的中心在同一直線上，所述壓縮 彈簧的左端與所述筒形薄壁部件的左端固定在一起，所述壓縮彈簧的右端為受力端且伸出 所述筒形薄壁部件的右端之外。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性緩沖與塑性屈曲并聯(lián)式吸能組合防護(hù)裝置，其特征在 于，所述壓縮彈簧套裝在所述筒形薄壁部件的內(nèi)部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性緩沖與塑性屈曲并聯(lián)式吸能組合防護(hù)裝置，其特征在 于，所述壓縮彈簧套裝在所述筒形薄壁部件的外部。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的彈性緩沖與塑性屈曲并聯(lián)式吸能組合防護(hù)裝置， 其特征在于，所述筒形薄壁部件的左端設(shè)有安裝板，所述壓縮彈簧與筒形薄壁部件均固定 在所述安裝板上，所述壓縮彈簧的受力端設(shè)有支承板。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的彈性緩沖與塑性屈曲并聯(lián)式吸能組合防護(hù)裝置， 其特征在于，所述筒形薄壁部件的橫斷面為圓形、橢圓形、矩形或多邊形。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的彈性緩沖與塑性屈曲并聯(lián)式吸能組合防護(hù)裝置，其特征在 于，組合防護(hù)裝置所能承載的彈性緩沖能為：
其中，k為彈簧彈性系數(shù)，U為壓縮彈簧的自由長度，L3為所述筒形薄壁部件擠壓到最 底限時(shí)的長度； 組合防護(hù)裝置的塑性吸能能力為：
其中，L3為所述筒形薄壁部件擠壓到最底限時(shí)的長度，L為所述筒形薄壁部件的原始長 度。Y為筒形薄壁部件材料屈服強(qiáng)度，t為筒形薄壁部件厚度，D為筒形薄壁部件直徑。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種彈性緩沖與塑性屈曲并聯(lián)式吸能組合防護(hù)裝置，包括筒形薄壁部件以及壓縮彈簧，其特征在于，所述壓縮彈簧的中心與所述筒形薄壁部件的中心在同一直線上，所述壓縮彈簧的左端與所述筒形薄壁部件的左端固定在一起，所述壓縮彈簧的右端為受力端且伸出所述筒形薄壁部件的右端之外。所述壓縮彈簧套裝在所述筒形薄壁部件的內(nèi)部或者外部。本發(fā)明的有益效果是，結(jié)構(gòu)簡單，具有緩沖和吸能作用，提高了安全防護(hù)性能。
【IPC分類】B60R19-28, B60R19-36, B60R19-34
【公開號(hào)】CN104608726
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510090462
【發(fā)明人】魏延鵬, 譚克勤
【申請(qǐng)人】煙臺(tái)科力博睿地震防護(hù)科技有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年2月28日