[发明专利]一种梯度强度缓冲吸能装置

权利要求书

1.一种梯度强度缓冲吸能装置，其特征在于：它包括法兰盘(1)、蒙皮(2)、安装板(3)、蜂窝块(4)、导向柱(5)和N个吸能管(6)，其中N≥3；

法兰盘(1)和安装板(3)之间布置有蒙皮(2)、蜂窝块(4)、导向柱(5)和吸能管(6)；所述导向柱(5)的一端与法兰盘(1)固接，另一端伸出安装板(3)并与安装板(3)滑动配合，蜂窝块(4)套在所述导向柱(5)上并与法兰盘(1)或安装板(3)固接，N个吸能管(6)沿导向柱(5)的周向布置，吸能管(6)与导向柱(5)的轴线平行，每个所述吸能管(6)为多管嵌套式布置，每个所述吸能管(6)一端与法兰盘(1)或安装板(3)固接，N个吸能管(6)外部封装有蒙皮(2)，蒙皮(2)的上下端面分别与法兰盘(1)和安装板(2)固接。

2.根据权利要求1所述一种梯度强度缓冲吸能装置，其特征在于：每个所述吸能管(6)为薄壁管嵌套而成的阶梯管，相邻薄壁管连接在一起。

3.根据权利要求2所述一种梯度强度缓冲吸能装置，其特征在于：每个所述吸能管(6)的刚度沿轴向的分布由各层薄壁管的厚度和长度的变化控制。

4.根据权利要求1、2或3所述一种梯度强度缓冲吸能装置，其特征在于：N个吸能管(6)沿轴向压缩方向截面厚度变化不同。

5.根据权利要求4所述一种梯度强度缓冲吸能装置，其特征在于：所述蜂窝块(4)胞元的尺寸沿轴向压缩方向逐渐减小。

6.根据权利要求5所述一种梯度强度缓冲吸能装置，其特征在于：所述蜂窝块4由多层不同尺寸蜂窝吸能块堆叠而成，相邻层吸能块之间通过隔板41连接。

7.根据权利要求1、2、3、5或6所述一种梯度强度缓冲吸能装置，其特征在于：所述蒙皮(2)为内外表面交替嵌套有薄壁管的截面厚度交替变化的管式结构。

8.根据权利要求7所述一种梯度强度缓冲吸能装置，其特征在于：所述导向柱(5)与法兰盘(1)固接，蜂窝块(4)与法兰盘(1)固接，每个所述吸能管(6)上嵌套的多根管一端齐平且该齐平端与安装板(3)固接，每个吸能管(6)的截面刚度沿法兰盘(1)向安装板(3)压缩方向梯度增大。

9.根据权利要求8所述一种梯度强度缓冲吸能装置，其特征在于：每个所述吸能管(6)中的薄壁管的厚度为1mm-4mm。

10.根据权利要求9所述一种梯度强度缓冲吸能装置，其特征在于：所述蒙皮2、蜂窝块4和吸能管6均为铝材质。

11.根据权利要求10所述一种梯度强度缓冲吸能装置，其特征在于：所述吸能装置的平均压溃力和外力做功分别为：

式中，k_D为表征在不同加载情况下的常数；σ_m为壁管的流体应力；r_i为管壁内径；t_i为叠缩位置管壁厚度；t_s为蜂窝胞元的壁厚；l蜂窝胞元的边长；为蜂窝基体屈服极限；a为蒙皮截面长度；b为蒙皮截面宽度；σ_f为蒙皮的流动应力；t_f为蒙皮的厚度；为吸能管压缩长度；δl_s为蜂窝压缩长度；δl_f为蒙皮压缩长度；其中内径、壁厚、边长、长度、宽度、厚度所用单位均为：米；F_CF表示平均压溃力，单位，N；W_CF表示外力做功，单位，J；应力，单位，Pa。