[发明专利]一种多工况匹配自适应逆势安全结构

摘要

一种多工况匹配自适应逆势安全结构，包括连接器、锁止件、多连通域单元和内部填充材料；每个多连通域单元由高聚物材料制成，内部为多路不同方向、不同尺寸、不同形状的孔道构成的多连通空心域，该多连通空心域中填充逆势纳米凝胶材料；若干多连通域单元可以通过连接器和锁止件相互连接，构成不同形状和尺寸的适应不同工况的逆势安全结构；本发明冲击能量转换为填充物内部之间的摩擦内能、填充物与高聚物制作的多连通域单元之间的摩擦内能以及多连通域单元的变形能，吸收能量快，安全防护效果显著；该结构能够重复使用，在多次冲击情况下，也有良好的吸能效果；该结构可以同时应对多方向复杂工况冲击，并且可以根据应用场合空间要求自由组装，适应性强。

主权项

1.一种多工况匹配自适应逆势安全结构，其特征在于：包括多个由高聚物材料制成的多连通域单元(1)、填充在多连通域单元(1)内部可流动且具有吸能效果的材质为逆势纳米凝胶材料的填充材料(2)、用来连接多个多连通域单元(1)的外形为球形或者多面体形的连接器(3)以及设置在多连通域单元(1)和连接器(3)间防止多连通域单元(1)周向运动的锁止件(4)，连接器(3)上加工有固定多连通域单元(1)的剖面为倒梯形或者矩形的多个盲孔，该盲孔底部有定位槽以固定形状为圆锥状带有外螺纹的锁止件(4)防止其周向运动，多连通域单元(1)端部在旋入连接器(3)过程中由于受到锁止件(4)扩张作用，端部被扩展成带内螺纹的圆锥状，与连接器(3)实现固定连接，防止多连通域单元(1)从连接器(3)中滑脱；所述多连通域单元(1)包括形状为纺锤状或者圆筒状的外壳(1‑1)，设置在外壳(1‑1)内形状为陀螺状的内芯(1‑2)，构成其内部多连通空心域的孔道(1‑3)，孔道(1‑3)的方向包括轴向、径向和周向；所述的多连通域单元(1)通过一个连接器(3)和锁止件(4)组成的一个基本构件；每个多连通域单元(1)另一端也可以装连接器(3)，因此可以连接更多的多连通域单元(1)，通过多次组装，可以得到不同形状和尺寸的逆势安全结构；该内芯(1‑2)的两端与外壳(1‑1)固定，内芯(1‑2)其他部位与外壳(1‑1)存在间隙，内芯(1‑2)的两侧轴部位有轴向的孔道(1‑3)，内芯的中间凸起部位有轴向、径向以及周向的孔道(1‑3)，这些孔道(1‑3)在相互交叉的位置连通；内芯(1‑2)中的孔道(1‑3)和内芯(1‑2)与外壳(1‑1)之间的间隙相互连通，共同构成多连通域单元(1)内部的多连通空心域；在多连通空心域中填充可流动填充材料(2)；所述的多连通域单元(1)，可以针对轻载冲击和重载冲击工作在两种减震吸能模式下，其过程为：多连通域单元(1)构成体心立方晶格结构，此种模式下，该体心立方晶格结构中多连通域单元(1)受力状态分为拉压受力和弯曲受力，该体心立方晶格结构具有六个承受冲击力能力相同的方向，多连通域单元(1)布置方向较少，受力状态较简单且结构弹性较大，适用于轻载冲击；另一种模式是多连通域单元(1)构成金刚石晶体结构，此种模式下，金刚石晶体结构中各多连通域单元(1)受力情况相似，均为弯曲受力状态，该结构具有六个承受冲击力能力相同的方向，多连通域单元(1)布置方向多，结构刚度大，适用于重载冲击。