[发明专利]一种多稳态冲击隔离装置

说明书

本发明提供了一种多稳态冲击隔离装置，包括：承压直杆、上压板、下压板、线性弹簧、第一外壳和第二外壳；所述承压直杆装夹在所述上压板和下压板之间，所述线性弹簧拉紧连接在所述上压板和下压板之间，所述第一外壳和第二外壳的长轴重合、短轴垂直地交叉配合在一起，所述第二外壳的上端面位于所述第一外壳的上端面的下侧，所述第二外壳的下端面位于所述第一外壳的下端面的下侧，所述上压板紧贴在所述第二外壳的上端面的下侧，所述下压板紧贴在所述第一外壳的下端面的上侧。本发明静态时具有高刚度，冲击载荷作用时，承压直杆发生弹性屈曲，多个稳定平衡状态依次出现，产生负刚度，装置整体刚度随之下降，可有效降低被隔离设备或结构的加速度响应。

技术领域

本发明涉及抗冲击装置技术领域，特别是涉及一种多稳态冲击隔离装置。

背景技术

海洋与船舶工程结构长期承受各类载荷，其中环境载荷(例如抨击、大幅垂荡)和其它外部载荷等(例如爆炸)必然使得装载设备承受高加速度冲击的反复作用，各类结构、材料中损伤逐渐累积，最终导致结构破坏及设备失效，有效实施冲击隔离已成为保证海洋与船舶工程装备可靠性的重大需求。

传统的设计方法总是先进行隔振设计，然后进行抗冲击校核。通常隔振器刚度较小而具有较好的冲击隔离率，但是会产生较大的相对位移，工程上通常使用限位器来限制其相对位移，由于刚度突增，该措施又会恶化冲击隔离率；另一方面，海洋与船舶工程装备自重都较大，为保证安装牢固，其支撑装置必需具有一定刚度，但高刚度对动态荷载隔离是很不利的。因此，本领域需要一种静态高刚度、动态低刚度的冲击隔离装置。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种能够有效抵抗冲击作用的静态高刚度、动态低刚度的冲击隔离装置。

本发明提供了一种多稳态冲击隔离装置，包括：承压直杆、上压板、下压板、线性弹簧、第一外壳和第二外壳；所述承压直杆装夹在所述上压板和下压板之间，所述线性弹簧拉紧连接在所述上压板和下压板之间，所述第一外壳和第二外壳的长轴重合、短轴垂直地交叉配合在一起，所述第二外壳的上端面位于所述第一外壳的上端面的下侧，所述第二外壳的下端面位于所述第一外壳的下端面的下侧，所述上压板紧贴在所述第二外壳的上端面的下侧，所述下压板紧贴在所述第一外壳的下端面的上侧；所述第一外壳的上端面的下侧具有第一凸起，所述第一外壳的下端面上具有第一通孔，所述第二外壳的下端面的上侧具有第二凸起，所述第二外壳的上端面上具有第二通孔，所述第一凸起可伸缩地装配在所述第二通孔中，所述第二凸起可伸缩地装配在所述第一通孔中，所述第一凸起的高度大于所述第二通孔的深度，所述第二凸起的高度大于所述第一通孔的深度，所述第一凸起穿过所述第二通孔抵在所述上压板上，所述第二凸起穿过所述第一通孔抵在所述下压板上；其中，所述第一外壳和第二外壳的刚度大于所述承压直杆的刚度。

进一步地，所述线性弹簧具有两条或两条以上，且环绕所述承压直杆均匀地连接在所述上压板和下压板之间，所述线性弹簧平行于所述承压直杆。

进一步地，所述第一外壳和第二外壳的刚度是所述承压直杆的刚度的20-40倍。

进一步地，所述承压直杆的安装位置与所述第一外壳和第二外壳的长轴重合。

进一步地，所述第一外壳的上端面的上侧与被隔离结构固定连接，所述第二外壳的下端面的下侧与支撑结构固定连接；或者所述第一外壳的上端面的上侧与支撑结构固定连接，所述第二外壳的下端面的下侧与被隔离结构固定连接。

进一步地，所述第一外壳和第二外壳的结构相同，均为长方形框架状结构。

进一步地，所述承压直杆、上压板、下压板、线性弹簧、第一外壳和第二外壳的材料均为钢。

进一步地，所述承压直杆为偏心结构压杆，其受到的压缩载荷逐渐增大的过程中，承压直杆依次出现局部弯曲构型和弯曲构型。