一种缓冲耗能单元、防撞装置及缓冲耗能单元的制备方法与流程

本发明属于碰撞吸能，具体涉及一种缓冲耗能单元、防撞装置及缓冲耗能单元的制备方法。

背景技术：

1、相关技术中，弹性元件和弹塑性元件作为缓冲元件被广泛应用于防撞装置中。

2、弹性元件虽然具有一定的弹性，在发生碰撞事故的过程中，可有效延长碰撞过程的时间，但由于弹性元件基本不耗散碰撞能量，在回弹的过程中，很容易造成撞击对象，例如车辆、船体的损坏。

3、而弹塑性元件虽然能够通过塑性变形来耗散能量，但是由于弹塑性元件无法在发生碰撞事故后恢复成碰撞前的形状，导致弹塑性元件无法多次使用，经济性较差。

4、由此可见，弹性元件和弹塑性元件作为缓冲元件均具有一定的缺点。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种缓冲耗能单元、防撞装置及缓冲耗能单元的制备方法，解决现有技术中存在的上述技术问题。

2、本申请是这样实现的：

3、第一方面，本申请提供了一种缓冲耗能单元，包括弹性外壳、弹性体以及粘滞性液体，其中：弹性外壳包覆于弹性体外，弹性体内部设置有收容空间，且弹性体表面设置有至少一个与收容空间连通的流体出口，粘滞性液体填充设置于收容空间内；粘滞性液体被配置为在外力挤压下自收容空间流动至弹性体和弹性外壳之间的间隙中；位于弹性体和弹性外壳之间的间隙中的粘滞性液体被配置为在弹性外壳的挤压下，流入收容空间。

4、进一步的，收容空间包括多个节点空腔以及多条流体通道，相邻两个节点空腔之间连接有流体通道。

5、进一步的，沿弹性体的表面到其中心的方向，节点空腔的容积逐渐增大；或，沿弹性体的表面到其中心的方向，节点空腔的容积逐渐减小。

6、进一步的，沿弹性体的表面到其中心的方向，节点空腔在弹性体内的分布密度逐渐增加。

7、进一步的，流体通道在弹性体表面形成流体出口，其中：流体出口为扩径口，和/或，在流体出口具有多个的情况下，多个流体出口均匀分布于弹性体表面。

8、进一步的，收容空间呈蜂窝状分布；和/或，弹性体采用阻燃材料制成；和/或，弹性体为球体；和/或，还包括无粘性贴膜，无粘性贴膜设置于弹性体表面和弹性外壳的靠近弹性体的表面中的至少一者。

9、进一步的，粘滞性液体为油脂性液体。

10、第二方面，本申请提供了一种防撞装置，包括第一方面提供的缓冲耗能单元。

11、第三方面，本申请提供了一种缓冲耗能单元的制作方法，制备第一方面提供的缓冲耗能单元，具体步骤如下：获取弹性体；填充粘滞性液体到弹性体的收容空间中；在弹性体表面包覆弹性外壳。

12、进一步的，在获取弹性体后，在弹性体表面和弹性外壳的靠近弹性体的表面中的至少一者安装无粘性贴膜。

13、本申请采用的技术方案能够达到以下有益效果：

14、其一，本发明中，通过在弹性体的收容空间内填充粘滞性液体，并在弹性体外包覆弹性外壳，使得缓冲单元在受到外力挤压的情况下，位于收容空间内的粘滞性液体能够被挤压至弹性体和弹性外壳之间的间隙内，粘滞性液体在被挤出的过程中，与收容空间内壁摩擦耗能，同时粘滞性液体由于流体自身粘性作用产生阻尼力耗散能量；在外力消失的情况下，位于弹性体和弹性外壳之间的间隙内的粘滞性液体在弹性外壳的驱动下，重新进入到弹性体的收容空间内，耗能单元恢复至受外力挤压前的形状，可多次重复使用。

15、其二，在粘滞性液体重新进入弹性体的收容空间的过程中，由于粘滞性液体和收容空间内壁的摩擦和粘滞性液体自身的粘性作用，粘滞性液体进入收容空间内的速度缓慢，耗能单元的恢复速度较慢，在回弹过程中能够避免对撞击对象造成损坏。

技术特征：

1.一种缓冲耗能单元，其特征在于，包括弹性外壳(100)、弹性体(200)以及粘滞性液体(300)，其中：

2.根据权利要求1所述的一种缓冲耗能单元，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的一种缓冲耗能单元，其特征在于，

4.根据权利要求2所述的一种缓冲耗能单元，其特征在于，

5.根据权利要求2-4任一项所述的一种缓冲耗能单元，其特征在于，

6.根据权利要求1-4任一项所述的一种缓冲耗能单元，其特征在于，

7.根据权利要求1-4任一项所述的一种缓冲耗能单元，其特征在于，

8.一种防撞装置，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的缓冲耗能单元。

9.一种缓冲耗能单元的制作方法，其特征在于，制备权利要求1-7任一项所述的缓冲耗能单元，具体步骤如下：

10.根据权利要求9所述的一种缓冲耗能单元的制作方法，其特征在于，在获取所述弹性体(200)后，在所述弹性体(200)表面和所述弹性外壳(100)的靠近所述弹性体(200)的表面中的至少一者安装无粘性贴膜。

技术总结
本发明提供了一种缓冲耗能单元、防撞装置及缓冲耗能单元的制备方法，属于碰撞吸能技术领域。缓冲耗能单元包括弹性外壳、弹性体以及粘滞性液体，其中：弹性外壳包覆于弹性体外，弹性体内部设置有收容空间，且弹性体表面设置有至少一个与收容空间连通的流体出口，粘滞性液体填充设置于收容空间内；粘滞性液体被配置为在外力挤压下自收容空间流动至弹性体和弹性外壳之间的间隙中；位于弹性体和弹性外壳之间的间隙中的粘滞性液体被配置为在弹性外壳的挤压下，流入收容空间。本发明中，通过粘滞性液体与收容空间内壁摩擦耗能以及粘滞性液体自身粘性作用产生阻尼力摩擦耗能；并且通过弹性外壳实现缓冲耗能单元的回弹，提高其使用次数和经济性。

技术研发人员：潘长平,钟明,王建强,赵彦龙,王永祥,李轩,付朋涛,刘乐,王刚,胡月伟,宋晓波,刘坤,张思琪
受保护的技术使用者：西安中交土木科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16