[发明专利]一种梯度强度缓冲吸能装置

说明书

一种梯度强度缓冲吸能装置，它包括法兰盘、蒙皮、安装板、蜂窝块、导向柱和吸能管；法兰盘和安装板之间布置有蒙皮、蜂窝块、导向柱和吸能管；所述导向柱的一端与法兰盘固接，另一端伸出安装板并与安装板滑动配合，蜂窝块套在所述导向柱上并与法兰盘或安装板固接，吸能管沿导向柱的周向布置，吸能管与导向柱的轴线平行，每个所述吸能管为多管嵌套式布置，每个所述吸能管一端与法兰盘或安装板固接，吸能管外部封装有蒙皮，蒙皮的上下端面分别与法兰盘和安装板固接。本发明采用吸能管和蜂窝块组合式吸能结构，吸能量稳定，初始峰值力相对较小，压溃力可控且具有一定的侧向抗弯能力。

技术领域

本发明涉及一种吸能装置，属于被动安全防护领域，特别涉及一种梯度强度缓冲吸能 装置。

背景技术

随着科技的高速发展，以高速轨道列车为代表的交通行业有了空前的进步，为人们的 出行和生活提供了极大的方便，但是随着交通工具数量的增多和速度的提升，交通事故发 生的频率也大大增加，由此带来的生命财产损失也是巨大的。

因此作为被动安全防护领域的一个重要课题，碰撞缓冲吸能一直广受关注。传统金属 薄壁结构在受到轴向压缩时，载荷波动比较剧烈，且初始载荷较大，作为车辆吸能装置时， 会将较大载荷传递到乘客身上，不利于人身安全。因此降低碰撞初始载荷，提高吸能装置 的吸能量成为车辆被动安全防护研究的重要问题。

发明内容

本发明为克服现有技术的不足，提出一种梯度强度缓冲吸能装置，该装置采用吸能管 和蜂窝块组合式吸能结构，吸能量稳定，初始峰值力相对较小，压溃力可控且具有一定的 侧向抗弯能力。

本发明的技术方案是：一种梯度强度缓冲吸能装置，它包括法兰盘、蒙皮、安装板、蜂窝块、导向柱和N个吸能管，其中N≥3；法兰盘和安装板之间布置有蒙皮、蜂窝块、导 向柱和吸能管；所述导向柱的一端与法兰盘固接，另一端伸出安装板并与安装板滑动配合， 蜂窝块套在所述导向柱上并与法兰盘或安装板固接，N个吸能管沿导向柱的周向布置，吸 能管与导向柱的轴线平行，每个所述吸能管为多管嵌套式布置，每个所述吸能管一端与法 兰盘或安装板固接，N个吸能管外部封装有蒙皮，蒙皮的上下端面分别与法兰盘和安装板 固接。

进一步地，每个所述吸能管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。

进一步地，N个吸能管沿轴向压缩方向截面厚度变化不同。

进一步地，所述蜂窝块胞元的尺寸沿轴向压缩方向逐渐减小。

本发明相比现有技术的有益效果是：

1、本发明吸能管采用嵌套方式并通过薄壁圆管嵌套连接，实现有效控制吸能管的变形 模式和压溃力历程，减小了初始峰值力。由于吸能管的截面厚度沿轴向方向逐渐增大，使 得吸能管截面刚度梯度增大，并且通过调整各吸能管中嵌套的薄壁管的厚度和长度来控制 多个吸能管整体刚度的变化，保证压溃历程平稳，本发明申请结构简单，吸能稳定，吸能 量高，且压溃力沿轴向逐渐增大，压溃力平稳变化。

2、法兰盘、吸能管、蜂窝块、导向柱、蒙皮和安装板组装为一个整体吸能装置，蜂窝块填充在导向柱的外侧，且与法兰盘相连，使其在压缩过程中和吸能管共同吸能；采用刚度梯度的吸能管和蜂窝块组合吸能，且在内部设有导向柱，实现了吸能装置的高吸能和抗弯能力的特性；嵌套蒙皮的设计减少了对内部吸能管的影响。

3、利用梯度吸能管和蜂窝块组合吸能，结构简单，加工制造容易，造价低廉，且整体 吸能量大，可以作为车辆被动安全防护设备。本吸能装置的工作原理不限于防爬吸能器， 可广泛应用于轨道交通被动安全防护领域及其他各领域的吸能缓冲。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步地说明：

附图说明

图1为去掉蒙皮和蜂窝块后的本发明的立体结构图；

图2为本发明吸能装置的外形图；