CN101407253A - 并联式蜂窝材料吸能器 - Google Patents

Abstract

并联式蜂窝材料吸能器，它涉及一种吸能器。针对现有单一的蜂窝材料吸能器存在吸能效率低，不利于吸能器轻量化与紧凑型设计问题。方案一：至少两个蜂窝材料柱并列设置固定在底板上，相邻两个蜂窝材料柱相靠固接，同一蜂窝材料柱上的蜂窝胞元大小一致，每个蜂窝材料柱的蜂窝胞元的形状为正六边形，相邻两个蜂窝材料柱的蜂窝胞元的边长之差和厚度之差均≥0；方案二：至少两个预先压缩的蜂窝材料柱并列设置固定在底板上，相邻两个预先压缩的蜂窝材料柱相靠且固接，相邻两个预先压缩的蜂窝材料柱的蜂窝胞元的边长之差和厚度之差均≥0。本发明的结构简单、重量轻、载荷波动小、吸能效率高，可在列车、汽车等防撞结构领域和腿式着陆探测器领域中应用。

Description

并联式蜂窝材料吸能器

技术领域

本发明涉及一种吸能器。

背景技术

蜂窝材料是一种二维的多胞材料，具有密度小，刚度低，压缩变形能力大，且变形可控等优点，是理想的减振缓冲材料，在各种防撞缓冲结构中有广阔的应用前景。蜂窝结构吸能器可应用在星球探测着陆器的着陆缓冲装置中，用于吸收软着陆装置着陆时的冲击能量，其结构简单、质量轻、易于实现。但是，对于单一的蜂窝材料吸能器，其不足是在工作过程中，初期的峰值载荷远大于蜂窝材料在工作过程中的平均载荷，导致单一的蜂窝材料吸能器的吸能效率低，不利于吸能器的轻量化与紧凑型设计。

发明内容

本发明的目的是提供一种并联式蜂窝材料吸能器，以解决现有单一的蜂窝材料吸能器存在吸能效率低，不利于吸能器的轻量化与紧凑型设计的问题。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：本发明的并联式蜂窝材料吸能器的方案一是：所述吸能器包括底板；所述吸能器还包括至少两个蜂窝材料柱；所述至少两个蜂窝材料柱并列设置并固定在底板上，相邻两个蜂窝材料柱相靠且固接，同一蜂窝材料柱上的蜂窝胞元大小一致，所述每个蜂窝材料柱的蜂窝胞元的形状为正六边形，相邻两个蜂窝材料柱的蜂窝胞元的边长之差大于等于零，相邻两个蜂窝材料柱的蜂窝胞元的厚度之差大于等于零；本发明的并联式蜂窝材料吸能器的方案二是：所述吸能器包括底板；所述吸能器还包括至少两个预先压缩的蜂窝材料柱；至少两个预先压缩的蜂窝材料柱并列设置并固定在底板上，相邻两个预先压缩的蜂窝材料柱相靠且固接，相邻两个预先压缩的蜂窝材料柱的蜂窝胞元的边长之差大于等于零，相邻两个预先压缩的蜂窝材料柱的蜂窝胞元的厚度之差大于等于零。

本发明的有益效果是：一、本发明的第一种技术方案是将至少两个蜂窝材料柱并联组合在一起，且相邻两个蜂窝材料柱的蜂窝胞元边长和厚度不完全相同，当外部冲击力大于一定值时，这些蜂窝材料柱在冲击力的作用下，将冲击能量转化为蜂窝材料的永久变形能，从而达到了缓冲吸能的目的，规格不同(蜂窝材料的胞元边长和厚度不完全相同)的蜂窝胞元材料柱在缓冲吸能过程中，其载荷的波动是不一致的，从而使得蜂窝胞元规格不同的蜂窝材料柱缓冲吸能过程中，其载荷曲线形成错位叠加，且平均压溃载荷等于各蜂窝材料柱平均压溃载荷之和，从而使本发明的蜂窝材料吸能器在不损失吸能能力的同时，载荷的波动得到了大大的改善。二、本发明的第二种技术方案是将不同的蜂窝材料柱进行预压缩，预先压缩量为蜂窝胞元边长的50％～100％，将经过预压缩后的蜂窝胞元规格不同的蜂窝材料柱进行并联组合。当外部冲击力大于一定值时，这些预先压缩的蜂窝材料柱在冲击力的作用下，将冲击能量转化为蜂窝材料的变形能，从而达到了缓冲吸能的目的，预先压缩的大小不同的蜂窝胞元材料柱在缓冲吸能过程中，其载荷曲线形成错位叠加，且平均压溃载荷等于各经过预压缩的蜂窝材料平均压溃载荷之和，从而使本发明的蜂窝材料吸能器在几乎不损失吸能能力的同时，载荷的波动得到了进一步的改善。综上，本发明具有以下优点：一、载荷波动小，吸能效率高。利用不同规格蜂窝材料的载荷曲线在缓冲吸能过程中形成的错位叠加，使得并联式蜂窝材料吸能器的载荷波动得到大大的改善，吸能效率得到大大的提高。二、结构简单、紧凑，质量轻，易于实现。只需要对蜂窝材料进行合理的组合，即可大大提高蜂窝材料吸能器的吸能效率。三、应用范围广。可应用在列车、汽车等防撞结构领域，采用金属蜂窝材料，如铝蜂窝材料还可以应用到腿式着陆探测器领域中。

附图说明

图1是具体实施方式一或三的主视图，图2是图1的俯视图，图3是具体实施方式一或四的主视图，图4是图3的俯视图，图5是具体实施方式六或八的主视图，图6是图5的俯视图，图7是具体实施方式六或九的主视图，图8是图7的俯视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1～图4说明本实施方式，本实施方式的吸能器包括底板2；所述吸能器还包括至少两个蜂窝材料柱1；所述至少两个蜂窝材料柱1并列设置并固定在底板2(采用粘接方式)上，相邻两个蜂窝材料柱1相靠且固接(粘接)，同一蜂窝材料柱1上的蜂窝胞元1-1大小一致，所述每个蜂窝材料柱1的蜂窝胞元1-1的形状为正六边形，相邻两个蜂窝材料柱1的蜂窝胞元1-1的边长之差大于等于零，相邻两个蜂窝材料柱1的蜂窝胞元1-1的厚度之差大于等于零。

相邻两个蜂窝材料柱1的设置方式采用以下三种组合中的任意一种：即相邻两个蜂窝材料柱1的蜂窝胞元1-1的边长之差大于零、相邻两个蜂窝材料柱1的蜂窝胞元1-1的厚度之差等于零或者相邻两个蜂窝材料柱1的蜂窝胞元1-1的边长之差等于零、相邻两个蜂窝材料柱1的蜂窝胞元1-1的厚度之差大于零或者相邻两个蜂窝材料柱1的蜂窝胞元1-1的边长之差大于零、相邻两个蜂窝材料柱1的蜂窝胞元1-1的厚度之差大于零。当外部冲击力大于一定值时，这些蜂窝材料柱在冲击力的作用下，将冲击能量转化为蜂窝材料的永久变形能，从而达到了缓冲吸能的目的，

具体实施方式二：本实施方式的蜂窝材料柱1的数量为2～10个，可满足不同结构领域的需要。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述2～10个蜂窝材料柱1的上端面平齐。其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。

具体实施方式四：结合图3说明本实施方式，本实施方式的2～10个蜂窝材料柱1的上端面高低交错设置。本实施方式的错位叠加效果好于具体实施方式三，其载荷更加平稳。其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。

具体实施方式五：本实施方式的蜂窝材料柱1由金属蜂窝材料制成，所述金属蜂窝材料为铝蜂窝材料，可用于腿式着陆探测器领域中。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。

具体实施方式六：结合图5～图8说明本实施方式，本实施方式的吸能器包括底板2；所述吸能器还包括至少两个预先压缩的蜂窝材料柱3；至少两个预先压缩的蜂窝材料柱3并列设置并固定在底板2(采用粘接方式)上，相邻两个预先压缩的蜂窝材料柱3相靠且固接(粘接)，相邻两个预先压缩的蜂窝材料柱3的蜂窝胞元3-1的边长之差大于等于零，相邻两个预先压缩的蜂窝材料柱3的蜂窝胞元3-1的厚度之差大于等于零。

相邻两个预先压缩的蜂窝材料柱3的设置方式采用以下三种组合中的任意一种：即相邻两个预先压缩的蜂窝材料柱3的蜂窝胞元3-1的边长之差大于零、相邻两个预先压缩的蜂窝材料柱3的蜂窝胞元3-1的厚度之差等于零或者相邻两个预先压缩的蜂窝材料柱3的蜂窝胞元3-1的边长之差等于零、相邻两个预先压缩的蜂窝材料柱3的蜂窝胞元3-1的厚度之差大于零或者相邻两个预先压缩的蜂窝材料柱3的蜂窝胞元3-1的边长之差大于零、相邻两个预先压缩的蜂窝材料柱3的蜂窝胞元3-1的厚度之差大于零。采用上述的三种组合中的一种组合形式，载荷的波动得到了大大的改善。

具体实施方式七：本实施方式的预先压缩的蜂窝材料柱3的数量为2～10个。其它组成及连接关系与具体实施方式五相同。

具体实施方式八：结合图5说明本实施方式，本实施方式的2～10个预先压缩的蜂窝材料柱3的上端面平齐。其它组成及连接关系与具体实施方式六相同。

具体实施方式九：结合图7说明本实施方式，本实施方式的2～10个预先压缩的蜂窝材料柱3的上端面高低交错设置或按照中间低两端高的方式设置。本实施方式的错位叠加效果好于具体实施方式八，其载荷更加平稳。其它组成及连接关系与具体实施方式八相同。

具体实施方式十：本实施方式的预先压缩的蜂窝材料柱3的预先压缩量为其蜂窝胞元3-1边长的50％～100％。该实施方式冲击载荷平稳，吸能效率高。其它组成及连接关系与具体实施方式五、六、七或八相同。

具体实施方式十一：本实施方式的预先压缩的蜂窝材料柱3由金属蜂窝材料制成，所述金属蜂窝材料为铝蜂窝材料，可用于腿式着陆探测器领域中。其它组成及连接关系与具体实施方式六、七、八或九相同。

Claims (9)

1、一种并联式蜂窝材料吸能器，所述吸能器包括底板(2)；其特征在于：所述吸能器还包括至少两个蜂窝材料柱(1)；所述至少两个蜂窝材料柱(1)并列设置并固定在底板(2)上，相邻两个蜂窝材料柱(1)相靠且固接，同一蜂窝材料柱(1)上的蜂窝胞元(1-1)大小一致，所述每个蜂窝材料柱(1)的蜂窝胞元(1-1)的形状为正六边形，相邻两个蜂窝材料柱(1)的蜂窝胞元(1-1)的边长之差大于等于零，相邻两个蜂窝材料柱(1)的蜂窝胞元(1-1)的厚度之差大于等于零。

2、根据权利要求1所述的并联式蜂窝材料吸能器，其特征在于：所述蜂窝材料柱(1)的数量为2～10个。

3、根据权利要求2所述的并联式蜂窝材料吸能器，其特征在于：所述2～10个蜂窝材料柱(1)的上端面平齐或高低交错设置。

4、根据权利要求1所述的并联式蜂窝材料吸能器，其特征在于：所述相邻两个蜂窝材料柱(1)的蜂窝胞元(1-1)的边长之差大于零、相邻两个蜂窝材料柱(1)的蜂窝胞元(1-1)的厚度之差等于零或者相邻两个蜂窝材料柱(1)的蜂窝胞元(1-1)的边长之差等于零、相邻两个蜂窝材料柱(1)的蜂窝胞元(1-1)的厚度之差大于零或者相邻两个蜂窝材料柱(1)的蜂窝胞元(1-1)的边长之差大于零、相邻两个蜂窝材料柱(1)的蜂窝胞元(1-1)的厚度之差大于零。

5、一种并联式蜂窝材料吸能器，所述吸能器包括底板(2)；其特征在于：所述吸能器还包括至少两个预先压缩的蜂窝材料柱(3)；至少两个预先压缩的蜂窝材料柱(3)并列设置并固定在底板(2)上，相邻两个预先压缩的蜂窝材料柱(3)相靠且固接，相邻两个预先压缩的蜂窝材料柱(3)的蜂窝胞元(3-1)的边长之差大于等于零，相邻两个预先压缩的蜂窝材料柱(3)的蜂窝胞元(3-1)的厚度之差大于等于零。

6、根据权利要求5所述的并联式蜂窝材料吸能器，其特征在于：所述预先压缩的蜂窝材料柱(3)的数量为2～10个。

7、根据权利要求6所述的并联式蜂窝材料吸能器，其特征在于：所述2～10个预先压缩的蜂窝材料柱(3)的上端面平齐或者上端面高低交错设置或者按照中间低两端高的方式设置。

8、根据权利要求5所述的并联式蜂窝材料吸能器，其特征在于：所述相邻两个预先压缩的蜂窝材料柱(3)的蜂窝胞元(3-1)的边长之差大于零、相邻两个预先压缩的蜂窝材料柱(3)的蜂窝胞元(3-1)的厚度之差等于零或者相邻两个预先压缩的蜂窝材料柱(3)的蜂窝胞元(3-1)的边长之差等于零、相邻两个预先压缩的蜂窝材料柱(3)的蜂窝胞元(3-1)的厚度之差大于零或者相邻两个预先压缩的蜂窝材料柱(3)的蜂窝胞元(3-1)的边长之差大于零、相邻两个预先压缩的蜂窝材料柱(3)的蜂窝胞元(3-1)的厚度之差大于零。

9、根据权利要求5、6、7或8所述的并联式蜂窝材料吸能器，其特征在于：所述预先压缩的蜂窝材料柱(3)的预先压缩量为其蜂窝胞元(3-1)边长的50％～100％。

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