动能缓冲吸收装置、动能吸收装置及其制作工艺的制作方法_2

文档序号:9346641阅读:来源:国知局
.确定被减速物的动能W的方向和大小,
[0042] S4?确定最短的纤维束的长度L,
[0043] S5.将S1-S4中确定值带入公式W= 中,拟定符合公式的 ALpAL2...ALn,
[0044] 其中,AQ、ALfALn分别为纤维束断裂后的伸长长度
[0045] F为恒力且F=EXSX多%
[0046] E为纤维束的材料的拉伸模量
[0047] # %为纤维束的材料的断裂伸长率
[0048] S为纤维束的横截面面积
[0049] L为最短的纤维束的长度
[0050] W为动能,W=mv2
[0051] m为被测量物的质量
[0052] v为被测量物体的速度,
[0053] S6.根据AQ、AIv"ALn确定n+1根所述纤维束的长度分别为L、L^Iv"Ln :和 Ln,其中Lplvki和算公式如下,
[0054] L:=ALX^ %
[0055] L2= (L+AL:)X§ %
[0056] …
[0057] Ln= (L+ALA…+ALn 丄)X步 %,
[0058] S7.将任意两根所述纤维束的两个端部对应连接,然后将n+1根所述纤维束分别 与所述第一固定端和所述第二固定端连接,所述第一固定端与所述第二固定端之间的距离 小于等于L,
[0059] S8.布置所述第一固定端和所述第二固定端,所述第一固定端与第二固定端的连 线与动能方向相交。
[0060] 通过这种方法对动能吸收装置进行设计和制造,能够在采用纤维束作为条形阻断 部时,根据选用的纤维束的特性,能够快速准确的计算出依次递增的多根纤维束的长度,提 高了动能吸收装置的生产效率,同时能够保证对被减速物的动能进行消耗,实现被减速物 的快速高效的减速缓冲。
[0061] 相对于现有技术,本发明提供的一种动能吸收装置、动能缓冲吸收装置及动能吸 收装置的制作工艺包括以下有益效果:本发明提供的动能吸收装置利用第一固定端和第二 固定端之间架设条形阻断部,条形阻断部的架设方向与被减速物的动能方向相交,因此当 被减速物经过第一固定端和第二固定端之间时,会经过条形阻断部,条形阻断部会阻挡被 减速物,当被减速物与条形阻挡部接触后,引起条形阻断部的拉伸形变,甚至超过条形阻挡 部的拉伸极限并断裂,在条形阻断部的拉伸形变这个过程中,被减速物对条形阻断部做功, 被减速物发生能量损耗,被减速物的动能相应减小,同时,根据冲量原理得知,被减速物的 动能减小,速度相应减少,进而被减速物的冲击力也就相应下降。
【附图说明】
[0062] 为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0063] 图1是本发明第一实施例提供的动能吸收装置的轴测示意图;
[0064] 图2是本发明第二实施例提供的动能吸收装置的俯视示意图;
[0065] 图3是本发明第三实施例提供的动能吸收装置的俯视示意图;
[0066] 图4是本发明第四实施例提供的动能吸收装置的俯视示意图;
[0067] 图5是本发明第五实施例提供的动能吸收装置的旋转卡接机构的部分结构的剖 视不意图;
[0068] 图6是本发明第五实施例提供的动能吸收装置的旋转卡接机构的剖视示意图;
[0069] 图7是本发明第六实施例提供的动能缓冲吸收装置的侧视示意图;
[0070] 图8是本发明第七实施例提供的动能吸收装置的纤维束固定机构剖视示意图。
[0071] 其中,附图标记与部件名称之间的对应关系如下:第一固定端101,第二固定端 102,条形阻断部103,卡块包括盖板104,两个握爪105,棘轮106,径向通孔107,轴向通孔 108,底座109,圆台110,端盖111,滑动卡接部201,卡接结构202。
[0072] 附图中的箭头表示被减速物的动能方向。
【具体实施方式】
[0073] 现有技术中大多采用提高结构的材料强度来抵抗冲击力,避免结构产生破坏,但 是研发高强度材料成本高昂同时研发周期长,不适合大面积推广使用。
[0074] 本发明提供了一种动能吸收装置、动能缓冲吸收装置及动能吸收装置的制作工艺 来改善上述问题。
[0075] 下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0076] 本发明中第一、第二、第三等均为区别示意,并不是限定。
[0077] 图1是本发明第一实施例提供的动能吸收装置的轴测示意图;如图1所示,本发明 第一实施例提供的动能吸收装置包括第一固定端101、第二固定端102和条形阻断部103, 多根条形阻断部103沿动能方向依次设置,任意两根相邻的条形阻断部103之间间隔设置, 每根条形阻断部103的两个端部分别与第一固定端101和第二固定端102连接。
[0078] 本实施例提供的动能吸收装置利用第一固定端101和第二固定端102之间架设条 形阻断部103,条形阻断部103的架设方向与被减速物的动能方向相交,因此当被减速物经 过第一固定端101和第二固定端102之间时,会经过条形阻断部103,条形阻断部103会阻 挡被减速物,当被减速物与条形阻挡部接触后,引起条形阻断部103的拉伸形变,甚至超过 条形阻挡部的拉伸极限并断裂,在条形阻断部103的拉伸形变这个过程中,被减速物对条 形阻断部103做功,被减速物发生能量损耗,被减速物的动能相应减小,同时,根据冲量原 理得知,被减速物的动能减小,速度相应减少,进而被减速物的冲击力也就相应下降。
[0079] 经过多根条形阻断部103对被减速物动能的消耗,被减速物的动能经过大量消 耗,大大降低,进而使得被减速物的速度和冲击力也大大降低,达到了快速高效地对被减速 物进行减速缓冲的作用。在进行减速缓冲过程中,由于采用多根条形阻断部103配合,逐步 消减被减速物的动能,而不是瞬时一次性降低大量动能,降低了被减速物在最后停止时的 冲量,冲量降低相应的冲击力也降低,保证了被减速物及相连结构不被瞬时的巨大冲击力 冲击损毁。
[0080] 在动能吸收装置实际生产过程中,第一固定端101和第二固定端102并无特定形 状,可以安装在任何结构基础上,同时可以与结构基础一体化制造,便于提高结构基础与动 能吸收装置的牢固性。
[0081] 图2是本发明第二实施例提供的动能吸收装置的俯视示意图;如图2所示,本发 明第二实施例提供的动能吸收装置在第一实施例的基础上,进一步地,多根条形阻断部103 均与动能方向位于同一平面。
[0082] 多根条形阻断部103均与被减速物的动能方向位于同一平面,条形阻断部103在 受到被减速物的的动能冲击形变的时候,条形阻断部103产生一个反作用力作用在被减速 物上。由于力是有方向的矢量,多根条形阻断部103均与被减速物的动能方向位于同一平 面,反作用力的方向与条形阻断部103所处在同一平面上,将这样可以增加反作用力在被 减速物上对抵消动能的做功,被减速物的动能消耗更快,更有利于被减速物减速缓冲,减少 冲击力。
[0083] 同时,多根条形阻断部103平行设置,任意两根相邻的条形阻断部103之间 间隔的距离相等。任意两根相邻的条形阻断部103之间间隔的距离小于等于1_,
0中下角标n+1为大于等于1的整数。
[0084] 其中,任意两根相邻的条形阻断部103沿动能方向长度分别为LdPLn+1。
[0085] 1_为任意两根条形阻断部103之间间隔的距离。
[0086] # %为条形阻断部103的断裂伸长率。
[0087] 任意两根相邻的条形阻断部103之间间隔的距离相等使得条形阻断部103在设 置、安装的时候更加容易和方便,大大提高了动能吸收装置生产效率,同时,间隔的距离相 等,安装时的误差也更容易检测出,便于及时调整,大大减小动能吸收装置安装误差,提高 动能吸收装置的装配精度。
[0088] 同时,任意两根相邻的条形阻断部103的之间间隔的距离小于等于1_可以保证 每根条形阻断部103在受到被减速物的冲击时,完全拉伸形变,在被拉伸断裂之前,不会接 触到相邻的条形阻断部103。这样能够保证每根条形阻断部103完全拉伸到极限,然后断 裂,在这个拉伸过程中不会受到其他相邻的条形阻断部103的外力作用,使得每根条形阻 断部103拉伸至断裂所消耗的能量都尽可能的源自被减速物的动能的转化。
[0089] 当任意两根相邻的条形阻断部103的之间间隔的距离等于1_时,动能缓冲装置 效果最好,能够实现相邻的条形阻断部103的连续断裂而实现相邻的条形阻断部103无缝 对接,在前一根条形阻断部103要断裂而未断裂之时,被减速物已经运动到相邻的下一根 条形阻断部103要开始受力而未开始受力处。前一根条形阻断部103断裂时,在可以忽略 的极短时间内,被减速物立刻受到相邻的条形阻断部103的阻拦力,这样使得被减速物受 到多根条形阻断部103的连续力的阻挡做功,持续消耗被减速物的动能而不会使得被减速 物与单根条形阻断部103产生较大的冲量,从而使得被减速物和条形阻断部103都受到较 大的冲击力。
[0090] 如果相邻两根条形阻断部103之间的间隔长度小于设计值,会使得条形阻断部 103在为未断裂之前就受到下一根相邻的条形阻断部103的阻力,使得被减速物受到的阻 力增加,被减速物依旧受到较大的冲量;如果相邻两根条形阻断部103之间的间隔长度大 于设计值,会使得条形阻断部103在完全断裂后,运动一段时间之后再受到相邻的下一根 条形阻断部103的受力,这样使得被减速物受到条形阻断部103的阻挡的时间发生间断,导 致被减速物受到的冲量增加,不利于被减速物的缓冲。
[0091] 在被减速物动能和条形阻断部103的参数相同条件下,保证1_的距离可以让每 根条形阻断部103的拉伸断裂更加完全,减少所需条形阻断部103的数量,从而降低制造加 工难度和生产成本,便于动能吸收装置的批量化生产。
[0092] 图
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