[实用新型]一种弹性缓冲与塑性屈曲并联式吸能组合防护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及缓冲吸能技术领域，尤其涉及一种弹性缓冲与塑性屈曲并联式吸能组合防护装置。

背景技术

随着汽车、高速列车等交通工具的不断发展以及运行速度的不断提高，其碰撞安全性越来越受到人们的关注，由于碰撞事故会造成重大人身伤亡和财产损失，碰撞问题已成为汽车、高速列车等结构设计时必须考虑的问题。汽车、高速列车中的另一个重要问题就是缓冲问题，但物体承受轻微碰撞或颠簸时，缓冲组件能够有效的减轻振动，减小碰撞加速度。吸能和缓冲的重要区别就在于，吸能形成的变形往往是利用结构不可恢复的变形特性来吸收能量，而缓冲则是利用材料及结构可恢复的变形来缓解能量的释放。目前应用在车辆上的缓冲装置结构比较单一，比如弹簧或液压缸等，当发生意外事故，需要迅速减缓撞击能量，甚至通过损毁保险部件来换取人身安全时，这些缓冲装置还难于胜任，而单纯的吸能部件在正常运行中也不能体现缓冲作用，没有把吸能部件和缓冲部件的功能较好的融为一体。

如果能将碰撞吸能装置与缓冲装置结合，将能够在满足车辆安全性能的前提下，大幅提高车辆轻量化设计要求。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术的不足，提供一种结构简单且具有缓冲和吸能作用的弹性缓冲与塑性屈曲并联式吸能组合防护装置。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种弹性缓冲与塑性屈曲并联式吸能组合防护装置，包括筒形薄壁部件以及压缩弹簧，其特征在于，所述压缩弹簧的中心与所述筒形薄壁部件的中心在同一直线上，所述压缩弹簧的左端与所述筒形薄壁部件的左端固定在一起，所述压缩弹簧的右端为受力端且伸出所述筒形薄壁部件的右端之外。

本实用新型的有益效果是：本实用新型将弹性部件的缓冲能力与塑性部件的吸能能力有机的结合为一体，使本实用新型的组合防护装置既具有缓冲功能，又具备在突发事故使的缓冲吸能功能，尤其适合作为高速车辆上的安全组件使用。在正常服役情况下，压缩弹簧提供缓冲功能。而在发生剧烈碰撞时，筒形薄壁部件利用塑性吸能，消耗碰撞能量。通过理论评估，可以组合出该组合防护装置在弹性缓冲和塑性吸能阶段的压溃力预测公式，可针对不同的情况做出合理设计。这种组合设计有利于满足车辆轻量化设计要求，在车身中含有大量的薄壁结构，将本实用新型应用在这些薄壁结构上能大大提高整车的安全防护性能。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述压缩弹簧套装在所述筒形薄壁部件的内部。

进一步，所述压缩弹簧套装在所述筒形薄壁部件的外部。

采用上述进一步方案的有益效果是，可以根据需要选择所述压缩弹簧套装与所述筒形薄壁部件位置配置，便于节省空间。

进一步，所述筒形薄壁部件的左端设有安装板，所述压缩弹簧与筒形薄壁部件均固定在所述安装板上，所述压缩弹簧的受力端设有支承板。

采用上述进一步方案的有益效果是，安装板及支承板的设置，使本实用新型的组合防护装置不仅便于安装使用，而且能保证能量沿所述压缩弹簧的轴线传输，更好的发挥组合防护装置吸能缓冲作用。

进一步，所述筒形薄壁部件的横断面为圆形、椭圆形、矩形或多边形。

采用上述进一步方案的有益效果是，不同形状的选择有利于制作不同的组合防护装置，适应不同安装位置和功能的要求。

进一步，所述筒形薄壁部件为金属材质。

采用上述进一步方案的有益效果是，金属筒形薄壁部件在轴压下一般具有稳定的渐进破坏模式，因此更适合连续吸能，化解剧烈冲击。

上述组合防护装置所能承载的弹性缓冲能为：

Ee=12k(L1-L3)2]]>

其中，k为弹簧弹性系数，L1为压缩弹簧的自由长度，

组合防护装置的塑性吸能能力为：