一种可反映冲击强度并示警的纳米缓冲吸能结构的制作方法

本发明涉及一种吸能结构，具体涉及一种可反映冲击强度并示警的纳米缓冲吸能结构。

背景技术：

振动和冲击是工业生产领域危害工业设备的两个重要因素。如何降低振动和冲击对工业设备的影响也是科研人员研究的重点内容之一。强烈的振动和冲击会严重影响工业设备工作的精度和强度，严重地还会对这些工业设备造成损伤，带来巨大的经济损伤。

目前在工业生产中常用的减振吸能方式就是采用弹簧和减振垫等，但是这些装置无法显示冲击能量的大小，也无法及时给出报警。一旦冲击能量超过这些装置所能承载的上限，而这些装置又未能及时发出警报，巨大的冲击将会对这些工业设备造成损伤。

目前工业生产急需一种可以反映冲击强度并及时示警的纳米缓存吸能结构，这种结构应该具有以下特性：

1、能有效吸收冲击能量，防止冲击对设备造成损伤。

2、当冲击能量过载时，可以及时显示冲击能量的大小并快速示警，提示工作人员采取必要措施降低冲击。

3、具有多种吸能方式，有效应对不同的冲击情况。

传统的吸能方式并不能满足工业实际生产的需求，为了使缓冲吸能结构能反映冲击强度并示警，必须研发一种新型的缓冲吸能结构，以应对工业生产的需求。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种可反映冲击强度并示警的纳米缓冲吸能结构，该缓冲吸能结构可以及时反映冲击强度的大小并示警，可快速提醒操作人员设备遭受冲击的大小，以防止事故的发生。

为了达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种可反映冲击强度并示警的纳米缓冲吸能结构，包括由高弹性的高分子材料制作的外壳1，由纳米多孔材料制成的隔板2，由金属制成的下板3；外壳1包覆在下板3的上表面，隔板2安装在外壳1的内部，并将外壳1与下板3围成的腔体分隔成上部的第一腔体5和下部的第二腔体4；将酯类化合物溶液和荧光染料充满第一腔体5，将过氧化氢溶液充满第二腔体4，形成一种可反映冲击强度并示警的纳米缓存吸能结构；

制作所述外壳1的高弹性的高分子材料为改性橡胶或纤维增强橡胶，

制作所述隔板2的纳米多孔材料为活性炭、沸石或类沸石，

制作所述下板3的金属为铌锆合金、钛合金、镁合金或铝合金，

所述酯类化合物为苯二甲酸二甲酯或苯二甲酸二丁酯，

所述荧光染料的颜色为红色、黄色、绿色、橙色、蓝色或青色。

和现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、能有效吸收冲击能量，防止冲击对设备造成损伤。

2、当冲击能量过载时，可以及时显示冲击能量的大小并快速示警，提示工作人员采取必要措施降低冲击。

3、具有多种吸能方式，有效应对不同的冲击情况。

附图说明

图1是本发明吸能结构的示意图。

图2是本发明吸能结构在吸收冲击能量的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步详细说明。

下面首先对本发明的原理和工作过程做如下说明：

如图1所示，一种可反映冲击强度并示警的纳米缓冲吸能结构，包括由高弹性的高分子材料制作的外壳1，由纳米多孔材料制成的隔板2，由金属制成的下板3；外壳1包覆在下板3的上表面，隔板2安装在外壳1的内部，外壳1和隔板2围成了第一腔体5，外壳1、隔板2和下板3围成了第二腔体4；将酯类化合物溶液和荧光染料充满第一腔体5，将过氧化氢溶液充满第二腔体4，形成一种可反映冲击强度并示警的纳米缓存吸能结构；

作为本发明的优选实施方式，制作所述外壳1的高弹性的高分子材料为改性橡胶或纤维增强橡胶，

作为本发明的优选实施方式，制作所述隔板2的纳米多孔材料为活性炭、沸石或类沸石，

作为本发明的优选实施方式，制作所述下板3所用的金属为铌锆合金、钛合金、镁合金或铝合金，

作为本发明的优选实施方式，所述酯类化合物为苯二甲酸二甲酯或苯二甲酸二丁酯，

作为本发明的优选实施方式，所述荧光染料的颜色为红色、黄色、绿色、橙色、蓝色或青色。

如图2所示，在承受冲击时，外壳1将发生弹性变形并向下运动，压缩第一腔体5内的液体，第一腔体5内的压强会随冲击的增大而增大，当压强足够大时，第一腔体5内的液体会通过纳米多孔材料制成的隔板2进入第二腔体4中。在这一过程中，纳米多孔材料会阻碍第一腔体5内的液体进入第二腔体4中，这部分阻力有助于吸收冲击能量，

第一腔体5内的酯类化合物溶液和荧光染料和第二腔体4内的过氧化氢溶液会发生化学反应，从而显示不同的颜色。冲击越大，通过纳米多孔材料流入第二腔体4的酯类化合物溶液和荧光染料就越多，最后化学反应产生的颜色就越深，从而使该纳米缓存结构可以反映冲击强度的大小并示警。

该缓冲吸能结构在吸能时的功能关系可表示如下:

E＝E1+E2+E3

式中:

E-总吸能；

E1-纳米多孔材料阻碍液体流动吸能；

E2-外壳1的弹性变形吸能；

E3-化学反应发光吸能；

从公式中可以看出，该缓冲吸能结构可以反映冲击强度的大小并及时示警，在工业领域内具有较强的适应性，应用前景广阔。

实施例一

本实施例一种可反映冲击强度并示警的纳米缓冲吸能结构，包括由改性橡胶制作的外壳1，由纳米活性炭制成的隔板2，由铌锆合金制成的下板3；外壳1包覆在下板3的上表面，隔板2安装在外壳1的内部，外壳1和隔板2围成了第一腔体5，外壳1、隔板2和下板3围成了第二腔体3；将苯二甲酸二甲酯溶液和红色荧光染料充满第一腔体5，将过氧化氢溶液充满第二腔体4，形成一种可反映冲击强度并示警的纳米缓存吸能结构。

实施例二

本实施例一种可反映冲击强度并示警的纳米缓冲吸能结构，包括由改性橡胶制作的外壳1，由纳米活性炭制成的隔板2，由钛合金制成的下板3；外壳1包覆在下板3的上表面，隔板2安装在外壳1的内部，外壳1和隔板2围成了第一腔体5，外壳1、隔板2和下板3围成了第二腔体3；将苯二甲酸二甲酯溶液和黄色荧光染料充满第一腔体5，将过氧化氢溶液充满第二腔体4，形成一种可反映冲击强度并示警的纳米缓存吸能结构。

实施例三

本实施例一种可反映冲击强度并示警的纳米缓冲吸能结构，包括由纤维增强橡胶制作的外壳1，由纳米沸石制成的隔板2，由镁合金制成的下板3；外壳1包覆在下板3的上表面，隔板2安装在外壳1的内部，外壳1和隔板2围成了第一腔体5，外壳1、隔板2和下板3围成了第二腔体3；将苯二甲酸二丁酯溶液和绿色荧光染料充满第一腔体5，将过氧化氢溶液充满第二腔体4，形成一种可反映冲击强度并示警的纳米缓存吸能结构。

实施例四

本实施例一种可反映冲击强度并示警的纳米缓冲吸能结构，包括由纤维增强橡胶制作的外壳1，由纳米类沸石制成的隔板2，由铌锆合金制成的下板3；外壳1包覆在下板3的上表面，隔板2安装在外壳1的内部，外壳1和隔板2围成了第一腔体5，外壳1、隔板2和下板3围成了第二腔体3；将苯二甲酸二丁酯溶液和蓝色荧光染料充满第一腔体5，将过氧化氢溶液充满第二腔体4，形成一种可反映冲击强度并示警的纳米缓存吸能结构。