[发明专利]一种可拆装链式拉伸能量吸收装置

说明书

本发明公开了一种可拆装链式拉伸能量吸收装置，主要包括可拆装单链，不可拆单链和吸能芯。所述的可拆装单链是由两个卯结构半链，两个类蝴蝶榫和四个插销组成的复合结构；所述的不可拆单链是与可拆装单链外形相似的单一结构；所述的吸能芯是由吸能材料构成的吸能结构。本发明采用可拆装设计，克服了传统的拉伸能量吸收装置只能一次性使用的问题，便于维护，节省经济成本，并且可提高内部填充材料的能量吸收能力。

技术领域

本发明涉及能量吸收装置的技术领域，具体而言，本发明是一种可应用于承受拉伸载荷的能量吸收场景的可拆装链式能量吸收装置。该装置适用于航空航天器、车辆工程等领域中的拉伸能量吸收系统。

背景技术

飞机、车辆等在遭受碰撞和爆炸等事故时会承受强烈的冲击载荷，其结构会出现严重的塑性变形甚至断裂破坏，丧失正常的工作能力并挤压载具内部的生存空间，导致人员的伤亡和财产的损失。如何减小和避免结构在冲击载荷下造成严重的生命财产损失已成为冲击防护领域的重要课题。金属薄壁管、泡沫材料填充管、蜂窝结构和点阵结构等结构在冲击防护领域已有广泛的应用，均是通过自身的塑性变形将冲击能量转换为塑性变形能。然而这些传统的结构主要是通过承受压缩载荷来进行有效的能量吸收，在以拉伸载荷为主的场景下就无法使用。

大型运输机的客舱横梁以及货仓横梁与机身框的连接处在机体坠撞的过程中主要承受拉伸载荷，月球探测器的着陆腿结构在着陆的过程中也有承受拉伸载荷的部位，坠落保护装置也是通过承受拉伸载荷来吸收能量，常用的压缩能量吸收装置无法满足这些场景下的能量吸收需求，因此开发出合适的拉伸能量吸收装置就具有研究价值。

目前的拉伸能量吸收装置有基于螺栓撕裂复合材料的能量吸收装置，基于链式结构的能量吸收装置和基于编织材料拉伸断裂的能量吸收装置等。然而这些均是一次性能量吸收装置，不可重复使用，经济效益不佳。因此在保证拉伸能量吸收装置的能量吸收性能的前提下使其能够重复使用，是一件有意义的工作。

发明内容

本发明技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种可拆装链式拉伸能量吸收装置，旨在解决传统的链式能量吸收装置的一次性使用问题，在可重复使用的同时便于制造。该装置在承受拉伸载荷时能够有效的将能量转化为吸能芯的塑性变形能，为冲击防护提供了更加多样和经济的选择。

本发明的技术方案为：一种可拆装链式拉伸能量吸收装置，包括：可拆装单链、不可拆单链和吸能芯；一个可拆装单链与一个不可拆单链相套构成链式结构的一个基本单元，一个基本单元或多个基本单元依次相套即构成多单元的链式结构，各单链之间无需固定，彼此相互运动；所述吸能芯是由吸能材料构成的吸能结构，放置于链式结构的内腔中；

所述可拆装单链为由两个卯结构半链、两个类蝴蝶榫和四个插销组成的复合结构；两个卯结构半链与两个类蝴蝶榫相互进行榫卯配合形成一个整体的单链，再由四个插销将两个卯结构半链与两个类蝴蝶榫的相对位置进一步固定，构成一个可拆装单链；可拆装单链中各组件之间的连接均为自由配合，无需任何形式的固定连接；

所述不可拆单链是与可拆装单链外形相似的不可拆结构，即不可拆单链的外形应该与组装好的可拆装单链相套构成链式结构，但是不具备可拆装单链的榫卯结构，因而是不可拆结构。

所述可拆装链式拉伸能量吸收装置的整体长度、可拆装单链中类蝴蝶榫的榫头数均根据实际需要进行调整；可拆装单链和不可拆单链的长度保持一致；考虑到链式结构的强度和质量的均衡，链式结构中各单链的壁厚为5mm～6mm，单链整体是一个均匀壁厚的环状结构，可见图3中的工程图，示意图中是两端加了便于实验机夹持的夹柄；可拆装单链中的四个插销的直径均为2mm。

所述不可拆单链和可拆装单链中的两个卯结构半链、两个类蝴蝶榫和四个插销的制造材料均为钢材，通过电火花线切割加工制造；可拆装单链中的各组成部件之间要求配合紧密，对加工精度有较高的要求，采用电火花线切割精度合适，加工方便。