一种单次瞬时高冲击吸能缓冲装置及其缓冲性能的设计方法与流程

本发明涉及一种单次瞬时高冲击吸能缓冲装置及其缓冲性能的设计方法。

背景技术：

1、吸能缓冲装置是一种用来储存和释放能量的装置，在紧急情况下能够快速地吸收和消耗动能，从而实现对设备和人员的保护。针对高冲击工况,现有的吸能缓冲装置虽有抵御高冲击能量的能力，但其价格昂贵、维修性低等问题限制其在高冲击工况时的应用；同时，单次瞬时高冲击工况，现有的吸能缓冲装置虽有只抵御一次冲击的低成本装置，但其防护性低、适应性差的问题，又无法满足其在单次瞬时高冲击工况时的应用。因此，为了应对单次瞬时高冲击的特殊工况，亟需研发一款防护性高、成本低廉且适应性强的吸能缓冲装置，以满足日益发展的安全防护要求。如公开号为cn109653775b公开的一种可实现三维让压的缓冲支架及支护方法，通过在支腿内设置内管和外管，在内管和外管之间设置吸能管，在受到冲击时通过吸能管内的弹簧减缓冲击力，但弹簧在受到冲击力的同时会产生较大的反弹力，使内外管在受到冲击后会弹，会弹的弹力也会对设备造成伤害。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种单次瞬时高冲击吸能缓冲装置及其缓冲性能的设计方法。

2、本发明通过以下技术方案得以实现。

3、本发明提供的一种单次瞬时高冲击吸能缓冲装置及其缓冲性能的设计方法；包括依次叠放的支撑座、缓存块、吸能块、压块，所述支撑座和压块的分别通过支撑杆和活塞杆与下基座和上基座连接，所述支撑座的边缘固定在套筒的内侧的一端，套筒的另一端将缓存块、吸能块、压块包裹。

4、所述套筒一端内侧固接有环形槽，支撑座固定在环形槽内。

5、所述套筒为两个半圆弧块对接形成的圆柱腔体，两个半圆弧块一侧通过合页连接，另一端通过卡扣锁紧；所述圆柱腔体的内径大于缓存块和吸能块的直径。

6、所述缓存块为橡胶材质，且其截面为“工字型”。

7、所述连接法兰和支撑杆均通过法兰固定在下基座和上基座中心。

8、一种吸能块缓冲性能的设计方法，包括以下步骤：

9、s1、根据工况计算出吸能块所需吸收的能量；

10、s2、计算吸能块的单位体积吸收能量；

11、s3、计算吸能块所需的材料屈服强度；

12、s4、选择对应屈服强度的泡沫铝合金材料进行吸能块的加工。

13、所述步骤s1中吸收能量w通过w＝fh计算；w为吸能块在压缩过程中吸收能量，h为吸能块压缩长度。

14、所述步骤s2中单位体积吸收能量e通过计算；δv为吸能块压缩体积。

15、所述步骤s3中吸能块所需的材料屈服强度σm通过下式计算：

16、

17、σ1为吸能块压缩时承受应力、σ2为吸能块的材料屈服强度。

18、所述步骤s4中对应屈服强度的泡沫铝合金材料筛选过程为：

19、

20、σ2>σm    (2)，

21、σ1＞σ2     (3)，

22、εm为泡沫铝合金材料应力-应变曲线对应应变，σm为泡沫铝合金材料应力-应变曲线对应应力；

23、根据式(1)～(3)筛选出相应的泡沫铝合金材料。

24、本发明的有益效果在于：通过缓冲块和吸能块能够吸收冲击部件的冲击力，保证了设备及工作人员的安全，并且通过合理的对吸能块进行设计，使缓冲装置能够承受多次冲击，制造成本较低，可进行批量化生产。

技术特征：

1.一种单次瞬时高冲击吸能缓冲装置，其特征在于：包括依次叠放的支撑座(2)、缓存块(3)、吸能块(4)、压块(10)，所述支撑座(2)和压块(10)的分别通过支撑杆(12)和活塞杆(7)与下基座(1)和上基座(8)连接，所述支撑座(2)的边缘固定在套筒(5)的内侧的一端，套筒(5)的另一端将缓存块(3)、吸能块(4)、压块(10)包裹。

2.如权利要求1所述的单次瞬时高冲击吸能缓冲装置，其特征在于：所述套筒(5)一端内侧固接有环形槽，支撑座(2)固定在环形槽内。

3.如权利要求5所述的单次瞬时高冲击吸能缓冲装置，其特征在于：所述套筒(5)为两个半圆弧块对接形成的圆柱腔体，两个半圆弧块一侧通过合页(9)连接，另一端通过卡扣(6)锁紧；所述圆柱腔体的内径大于缓存块(3)和吸能块(4)的直径。

4.如权利要求1所述的单次瞬时高冲击吸能缓冲装置，其特征在于：所述缓存块(3)为橡胶材质，且其截面为“工字型”。

5.如权利要求1所述的单次瞬时高冲击吸能缓冲装置，其特征在于：所述连接法兰(11)和支撑杆(12)均通过法兰固定在下基座(1)和上基座(8)中心。

6.一种吸能块缓冲性能的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.如权利要求1所述的吸能块缓冲性能的设计方法，其特征在于：所述步骤s1中吸收能量w通过w＝fh计算；w为吸能块在压缩过程中吸收能量，h为吸能块压缩长度。

8.如权利要求1所述的单次瞬时高冲击吸能缓冲装置及其缓冲性能的设计方法，其特征在于：所述步骤s2中单位体积吸收能量e通过计算；δv为吸能块压缩体积。

9.如权利要求1所述的吸能块缓冲性能的设计方法，其特征在于：所述步骤s3中吸能块所需的材料屈服强度σm通过下式计算：

10.如权利要求1所述的吸能块缓冲性能的设计方法，其特征在于：所述步骤s4中对应屈服强度的泡沫铝合金材料筛选过程为：

技术总结
本发明提供的一种单次瞬时高冲击吸能缓冲装置及其缓冲性能的设计方法；包括依次叠放的支撑座、缓存块、吸能块、压块，所述支撑座和压块的分别通过支撑杆和活塞杆与下基座和上基座连接，所述支撑座的边缘固定在套筒的内侧的一端，套筒的另一端将缓存块、吸能块、压块包裹。本发明通过缓冲块和吸能块能够吸收冲击部件的冲击力，保证了设备及工作人员的安全，并且通过合理的对吸能块进行设计，使缓冲装置能够承受多次冲击，制造成本较低，可进行批量化生产。

技术研发人员：王留洋,黄常乘,袁甜,桂占先,陈自强,石珊,杨政文,张涛,罗建波
受保护的技术使用者：贵州航天天马机电科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11