一种防撞吸能结构的制作方法

本实用新型涉及安全防护领域和交通安全防撞领域，具体涉及一种防撞吸能结构。

背景技术：

目前，道路安全问题日益成为人们关注的话题，随着安全防护的理念的发展，亟需一款结构形式简单、空间利用率大、安装快捷方便、吸能比大的结构，以满足现阶段道路交通安全防护的特殊需求。现有的防护设施均采用钢材的弹塑性变形实现耗能，如钢材、聚氨酯材料、泡沫铝等，通过空间大变形来吸收能量，吸能密度较小，且变形后无法恢复，养护维修费用较大。急需一种能够具有吸能密度大且具有子恢复能力的耗能材料或结构，来满足高速冲击作用下小变形大耗能的要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种防撞吸能结构，基于纳米流体材料独特的吸能特征，作为安全防护产品的附属结构，起到减缓冲击、吸收能量、降低作用力的效果，使安全防护产品更好的起到防护作用。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种防撞吸能结构，其特征在于：

所述防撞吸能结构包括柔性底座和柔性底座上方固定的柔性壳体，柔性壳体内部填充有耗能芯材，柔性壳体顶部固定有刚性上顶板。

柔性底座表面设置有凸起，柔性壳体底面对应设置有凹槽，柔性底座的凸起嵌入柔性壳体的凹槽中，接触面通过胶粘方式固定连接。

柔性底座表面的柔性壳体外围设置有环状的法兰板，法兰板与柔性底座开设有对应的螺孔，通过螺栓将防撞吸能结构整体安装固定到被防护物表面。

柔性底座为橡胶材质。

柔性壳体为橡胶材质。

耗能芯材为纳米流体材料。

刚性上顶板两端向上弯折形成横截面呈C形的立体结构。

柔性壳体顶面设置有预埋钢板，预埋钢板上焊接有螺母，刚性上顶板上对应设置有螺孔，刚性上顶板通过螺钉和螺母固定于柔性壳体顶面。

本实用新型具有以下优点：

（1）具备良好的吸能效果：

采用纳米流体为主要吸能材料，当撞击力传递至结构时，外界动能在巨大的纳米多孔材料—液体界面上耗散，机械能转化为固体－流体界面能和摩擦热能，真正实现了能量守恒转化，该材料吸收密度可以达到60-200J/g，有着传统材料无法比拟的吸能效果。

（2）撞击后可复原性：

撞击时，功能液体受压，流入纳米孔道，结构收缩，将撞击产生能量转化为流体运动能；撞击力撤消后，功能液体将流出纳米孔道，因此，撞击后变形可恢复，产品可以反复多次使用。

（3）形式简单实用性强：

结构采用螺栓连接的形式，结构简单，安装方便，且容易更换，适用性强。

附图说明

图1是本实用新型结构图。

图2是本实用新型纳米流体吸能结构图。

图3是本实用新型1/4剖视图。

图4 是图3中I部局部剖视图。

图中：1-柔性底座，2-柔性壳体，3-耗能芯材，4-刚性上顶板，5-法兰板。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细的说明。

本实用新型涉及一种防撞吸能结构，包括柔性底座1和柔性底座1上方固定的柔性壳体2。柔性底座1为平板形，柔性壳体2为底部开口的上盖形壳体，下大上小。柔性底座1和柔性壳体2均为橡胶材质。柔性壳体2内部填充有耗能芯材3，耗能芯材3为吸能纳米流体。柔性壳体2顶部固定有刚性上顶板4，刚性上顶板4两端向上弯折形成横截面呈C形的立体结构，刚性上顶板4为钢板材质。柔性壳体2顶面设置有预埋钢板，预埋钢板上焊接有螺母，刚性上顶板4上对应设置有螺孔，刚性上顶板4通过螺钉和螺母固定于柔性壳体2顶面。刚性上顶板4为主要传力部件，主要功能为传递冲击力和使冲击力均布在壳体表面，减少局部受力不当。冲击作用发生时，冲击力均匀的施加在主要耗能元件上，结构整体压缩，最大程度的吸收能量，减少冲击力。刚性上顶板4还可以根据使用环境和受载形式设计成不同的形状，以满足不同的冲击形式。

柔性底座1表面设置有凸起，柔性壳体2底面对应设置有凹槽，柔性底座1的凸起嵌入柔性壳体2的凹槽中，接触面通过胶粘方式固定连接。

柔性底座1表面的柔性壳体2外围设置有环状的法兰板5，为辅助安装部件。柔性壳体2底围环周设置有外延平板，法兰板5压覆在外延平板上方。法兰板5与柔性底座1开设有对应的螺孔，通过螺栓将防撞吸能结构整体安装固定到被防护物表面。采用栓接固定方式，有助于结构体的更换和拆卸。

本实用新型用于道路安全防护，可独立使用，阵列安装于路侧、边坡、桥墩、隧道拱脚等；也可配合其他结构使用，作为其他防撞设备的防撞单元。柔性底座1、柔性壳体2和耗能芯材3组成主要的耗能部件，将封装后的耗能芯材3填充物至于柔性壳体2内部，柔性底座1和柔性壳体2胶粘封装，形成耗能主体。采用纳米流体为主要吸能材料，当撞击力传递至结构时，外界动能在巨大的纳米多孔材料—液体界面上耗散，机械能转化为固体－流体界面能和摩擦热能，真正实现了能量守恒转化，该材料吸收密度可以达到60-200J/g，有着传统材料无法比拟的吸能效果。

本实用新型结构简单紧凑、传力路径准确、材料性能优越，同等体积下可以更多的吸收撞击能量，能够在有限的空间范围内有效的减少冲击，起到安全防护作用。相比传统产品，性能有很高的提升。

本实用新型的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。